JP6614534B2 - Signal processing device, program, and range hood device - Google Patents
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Description
本発明は、信号処理装置、プログラム、およびレンジフード装置に関する。 The present invention relates to a signal processing device, a program, and a range hood device.
従来、騒音源が発する音が伝播する空間(騒音伝播路)において騒音を低減させる技術として、アクティブノイズ制御を用いた消音装置がある。アクティブノイズ制御とは、騒音の逆位相、同振幅のキャンセル音を放射することによって、能動的に騒音を低減させる技術である。 Conventionally, there is a silencer using active noise control as a technique for reducing noise in a space (noise propagation path) through which sound emitted from a noise source propagates. Active noise control is a technique for actively reducing noise by radiating a cancellation sound having the opposite phase and the same amplitude.
例えば、LMSアルゴリズム(LMS:Least Mean Square)を用いて、消音フィルタのフィルタ係数を更新することによって、キャンセル音を生成する構成がある。そして、特定の周波数帯域における消音フィルタのゲイン上昇を抑制しつつ、残留騒音を抑制するために、特許文献1では、白色雑音を用いた構成が開示されている。消音装置は、具体的には、LMSアルゴリズムにおいて、参照マイクロホンの出力から生成される第1参照信号、白色雑音から生成される第2参照信号、誤差マイクロホンの出力から生成される第1誤差信号、白色雑音から生成される第2誤差信号を用いて、フィルタ係数を更新する。
For example, there is a configuration in which a canceling sound is generated by updating a filter coefficient of a silencer filter using an LMS algorithm (LMS: Least Mean Square). And in order to suppress a residual noise, suppressing the gain increase of the muffler filter in a specific frequency band,
しかしながら、低周波帯域において、消音フィルタのゲインが増大するという課題は、上記特許文献1の構成でも十分に解決されなかった。
However, the problem that the gain of the muffler filter increases in the low frequency band has not been sufficiently solved even with the configuration of
本発明の目的は、低周波帯域における消音フィルタのゲインを十分に抑制できる信号処理装置、プログラム、およびレンジフード装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the signal processing apparatus, program, and range hood apparatus which can fully suppress the gain of the muffler filter in a low frequency band.
本発明に係る一態様の信号処理装置は、騒音源から発せられた騒音が伝播する対象空間に設けられて前記騒音を集音する第1音入力器と、キャンセル信号を入力されて前記騒音を打ち消すキャンセル音を前記対象空間に発する音出力器と、前記対象空間において前記騒音と前記キャンセル音との合成音を集音する第2音入力器とを備える音入出力装置に組み合わせて用いられており、フィルタ係数を設定されて、前記第1音入力器の出力に基づいた前記キャンセル信号を出力する消音フィルタと、前記第1音入力器の出力から閾値周波数未満の周波数成分を遮断した第1参照信号を出力する第1フィルタと、前記閾値周波数未満におけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号を生成する第1信号処理部と、前記第2音入力器の出力から前記閾値周波数未満の周波数成分を遮断した第1誤差信号を出力する第2フィルタと、前記第2参照信号および前記フィルタ係数に基づく前記閾値周波数未満の信号である第2誤差信号を生成する第2信号処理部と、前記第1参照信号、前記第2参照信号、前記第1誤差信号、前記第2誤差信号に基づいて前記フィルタ係数を算出する係数更新部とを備えることを特徴とする。 A signal processing apparatus according to an aspect of the present invention includes a first sound input device that is provided in a target space in which noise emitted from a noise source propagates, collects the noise, and receives the cancellation signal to input the noise. Used in combination with a sound input / output device including a sound output device that emits a canceling sound to be canceled to the target space, and a second sound input device that collects a synthesized sound of the noise and the canceling sound in the target space. A mute filter that sets a filter coefficient and outputs the cancel signal based on the output of the first sound input device, and a first that blocks a frequency component less than a threshold frequency from the output of the first sound input device. From a first filter that outputs a reference signal, a first signal processing unit that generates a second reference signal having a uniform power spectrum below the threshold frequency, and an output of the second sound input device A second filter that outputs a first error signal that cuts off a frequency component less than the threshold frequency, and a second error signal that is a signal less than the threshold frequency based on the second reference signal and the filter coefficient. A signal processing unit, and a coefficient updating unit that calculates the filter coefficient based on the first reference signal, the second reference signal, the first error signal, and the second error signal are provided.
本発明に係る一態様のプログラムは、コンピュータを、上述の信号処理装置として機能させることを特徴とする。 A program according to one embodiment of the present invention causes a computer to function as the above-described signal processing device.
本発明に係る一態様のレンジフード装置は、上述の信号処理装置と、前記音入出力装置と、前記対象空間を構成する中空筒状の通気路と、前記通気路の一端から他端に向かう気流を発生させる送風装置とを備えることを特徴とする。 A range hood device according to one aspect of the present invention is directed to the above-described signal processing device, the sound input / output device, a hollow cylindrical air passage that forms the target space, and one end of the air passage toward the other end. And an air blower that generates an air flow.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
以下の実施形態は、一般に信号処理装置、プログラム、およびレンジフード装置に関する。より詳細には、以下の実施形態は、アクティブノイズ制御を行うための信号処理装置、プログラム、およびレンジフード装置に関する。 The following embodiments generally relate to signal processing devices, programs, and range hood devices. More specifically, the following embodiments relate to a signal processing device, a program, and a range hood device for performing active noise control.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の消音装置1(能動騒音制御装置)の構成を示しており、レンジフード装置2が消音装置1を備えている。(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of a silencer 1 (active noise control device) of the present embodiment, and the
レンジフード装置2は、図2に示すように、台所の厨房器具の上方に配設されたダクト21(通気路)を備える。ダクト21は、下面に開口を設けた箱状に形成されており、整流板23がこの開口に設けられている。整流板23は、開口より一回り小さく形成されている。吸気口21aは整流板23の周囲に形成されている。さらに、ダクト21は、吸気口21aからダクト21内に室内空気を取り込んで室外に排出するファン22(図1参照)を備える。また、レンジフード装置2の前面には操作部24が設けられている。操作部24は、レンジフード装置2の各動作の操作スイッチ、動作状態を示す表示灯等を備える。なお、通気路を構成するダクト21内の空間が、騒音が伝播する空間に相当する。
As shown in FIG. 2, the
そして、ファン22が動作すると、このファン22が騒音源となって、ファン22の動作音(騒音)がダクト21内を伝播し、吸気口21aから室内に伝わる。そこで、ファン22の動作時に室内に伝わる騒音を抑制するため、ダクト21に消音装置1が設けられている。
When the
ダクト21に設けられた消音装置1は、図1に示すように、音入出力装置11、消音制御装置12を備える。
The
音入出力装置11は、参照マイクロホン111(第1音入力器)、誤差マイクロホン112(第2音入力器)、スピーカ113(音出力器)を備える。参照マイクロホン111は、ダクト21内のファン22側に位置する。誤差マイクロホン112は、ダクト21内の吸気口21a側に位置する。スピーカ113は、ダクト21内において、参照マイクロホン111と誤差マイクロホン112との間に位置している。すなわち、ファン22から吸気口21aに至るまでに、参照マイクロホン111、スピーカ113、誤差マイクロホン112の順に配置されている。
The sound input /
消音制御装置12は、増幅器121,122,123、A/D変換器124,125、D/A変換器126、信号処理装置13で構成される。
The
参照マイクロホン111の出力は、増幅器121で増幅された後、A/D変換器124によってA/D変換される。A/D変換器124の出力は、信号処理装置13に入力される。
The output of the
誤差マイクロホン112の出力は、増幅器122で増幅された後、A/D変換器125によってA/D変換される。A/D変換器125の出力は、信号処理装置13に入力される。
The output of the
信号処理装置13から出力されるキャンセル信号は、D/A変換器126によってD/A変換された後、増幅器123で増幅される。スピーカ113は、増幅器123で増幅されたキャンセル信号を入力されて、キャンセル音を発する。
The cancel signal output from the
信号処理装置13は、プログラムを実行するコンピュータで構成される。そして、信号処理装置13は、誤差マイクロホン112の設置点(消音点)における音圧レベルが最小になるよう、ファン22が発する騒音を打ち消すキャンセル音をスピーカ113から出力させる。すなわち、スピーカ113がキャンセル音を出力することによって、ファン22から吸気口21aを通ってダクト21外に伝わる騒音を抑制する。この信号処理装置13は、アクティブノイズ制御を行っている。信号処理装置13は、騒音源となるファン22の騒音変化、騒音伝播特性の変化に追従するために、適応フィルタの機能を実現する消音用プログラムを実行する。この適応フィルタのフィルタ係数の更新には、Filtered−X LMS(Least Mean Square)逐次更新制御アルゴリズム(以降、Filtered−X LMSアルゴリズムと称す)が使用される。
The
以下、信号処理装置13の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
まず、参照マイクロホン111は、ファン22からの騒音を集音し、この集音した騒音を含む騒音信号を、消音制御装置12へ出力する。A/D変換器124は、増幅器121によって増幅された騒音信号を予め決められたサンプリング周波数でA/D変換する。A/D変換器124は、A/D変換した離散値を、信号処理装置13へ出力する。
First, the
誤差マイクロホン112は、消音点において、キャンセル音によって消去しきれなかった残留騒音を集音し、この集音した残留騒音に相当する誤差信号を、消音制御装置12へ出力する。A/D変換器125は、A/D変換器124と同じサンプリング周波数で、増幅器122によって増幅された誤差信号をA/D変換する。A/D変換器125は、A/D変換した離散値を、時間領域の誤差信号e(t)として信号処理装置13へ出力する。
The
信号処理装置13は、ハウリングキャンセルフィルタ131(Howling Cancel Filter)、減算部132、補正フィルタ133、ローカットフィルタ134(Low Cut Filter)(第1フィルタ)、第1加算部135、ローカットフィルタ136(第2フィルタ)、第2加算部137、第1信号処理部138、第2信号処理部139、係数更新部140、消音フィルタ141を備える。なお、ローカットフィルタ134、ローカットフィルタ136は、以降LCF134,LCF136と称す。
The
さらに、第1信号処理部138は、ノイズ生成部138a、ローパスフィルタ138b(Low Pass Filter)を備える。第2信号処理部139は、フィルタリング処理部139a、乗算部139b、減算部139cを備える。係数更新部140は、係数演算部140a、変換器140b,140c、逆変換器140d,140eを備える。なお、以降、ローパスフィルタ138bは、LPF138bと称す。
Further, the first
ハウリングキャンセルフィルタ131は、FIRフィルタ(Finite Impulse Response Filter)である。ハウリングキャンセルフィルタ131は、スピーカ113から参照マイクロホン111に至る音波の伝達特性Fを模擬した伝達特性F^をフィルタ係数として設定されている。なお、伝達特性Fを模擬した伝達特性は、Fに山形の記号^(ハット記号)を付した符号F^で表す。また、本明細書中ではFの斜め上に記号^を配置し、図1、図5、図7ではFの真上に記号^を配置しているが、いずれも伝達特性Fを模擬した伝達特性を表す。
The howling
このハウリングキャンセルフィルタ131は、消音フィルタ141が出力するキャンセル信号Y(t)に伝達特性F^を畳み込み演算する。そして、減算部132は、A/D変換器124の出力からハウリングキャンセルフィルタ131の出力を減じた信号を出力する。すなわち、参照マイクロホン111が集音した騒音信号からキャンセル音の回り込み成分を減算した信号が、騒音信号X(t)として減算部132から出力される。したがって、スピーカ113から発せられたキャンセル音が参照マイクロホン111に回り込んだとしても、ハウリングの発生を防止することができる。減算部132の出力は、消音フィルタ141、および補正フィルタ133に入力される。
This howling
消音フィルタ141は、FIR型の適応フィルタである。消音フィルタ141は、係数更新部140によってフィルタ係数W(t)を設定される。本実施形態の消音フィルタ141は、キャンセル音の全周波数帯域をn個に分割した複数の周波数ビン毎に、フィルタ係数W1(t)〜Wn(t)が設定される。なお、時間領域のフィルタ係数W1(t)〜Wn(t)を区別しない場合、フィルタ係数W(t)と表す。また、周波数ビンの数nは、周波数ビンの周波数幅が例えば数十Hz〜数百Hzとなるように設定される。
The
補正フィルタ133は、FIRフィルタである。補正フィルタ133は、スピーカ113から誤差マイクロホン112に至る音波の伝達特性Cを模擬した伝達特性C^をフィルタ係数として設定されている。なお、伝達特性Cを模擬した伝達特性は、Cに山形の記号^を付した符号C^で表す。また、本明細書中ではCの斜め上に記号^を配置し、図1、図5、図7ではCの真上に記号^を配置しているが、いずれも伝達特性Cを模擬した伝達特性を表す。
The
そして、補正フィルタ133は、減算部132が出力する騒音信号X(t)と伝達特性C^との畳み込み演算を行う。補正フィルタ133の出力は、時間領域の参照信号r(t)としてLCF134に入力される。LCF134は、参照信号r(t)から閾値周波数f1未満の低周波帯域を遮断した第1参照信号r1(t)を出力する。本実施形態において、キャンセル音によって打ち消される対象となる騒音の周波数帯域(消音対象帯域)は予め決まっており(例えば、数10Hz〜数kHz)、閾値周波数f1は消音対象帯域の下限値となる。
Then, the
また、第1信号処理部138は、閾値周波数f1以上の帯域が遮断され、且つ閾値周波数f1未満におけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号r2(t)を生成する。具体的には、ノイズ生成部138aが、広帯域の白色雑音信号を生成して、LPF138bへ出力する。LPF138bは、広帯域の白色雑音信号から閾値周波数f1以上の帯域を遮断した第2参照信号r2(t)を出力する。第2参照信号r2(t)は、第1加算部135、および第2信号処理部139に入力される。
In addition, the first
第1加算部135は、第1参照信号r1(t)と第2参照信号r2(t)とを加算して、加算結果を合成参照信号r3(t)として、係数更新部140へ出力する。
The first adding
また、誤差信号e(t)は、LCF136に入力される。LCF136は、誤差信号e(t)から閾値周波数f1未満の低周波帯域を遮断した第1誤差信号e1(t)を出力する。
The error signal e (t) is input to the
また、第2信号処理部139において、フィルタリング処理部139aは、FIR型の適応フィルタである。フィルタリング処理部139aは、係数更新部140によって、消音フィルタ141と同じフィルタ係数W(t)を設定される。すなわち、フィルタリング処理部139aも、キャンセル音の全周波数帯域をn個に分割した複数の周波数ビン毎に、フィルタ係数W1(t)〜Wn(t)が設定される。そして、フィルタリング処理部139aは、第2参照信号r2(t)にフィルタ係数W(t)を畳み込み演算して出力する(フィルタリング処理)。
In the second
さらに、第2信号処理部139において、乗算部139bは、第2参照信号r2(t)に目標ゲインを乗算して出力する。目標ゲインは、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインの目標値であり、例えば出力に対する入力の振幅比であれば「0.1」に設定される。この目標ゲインを常用対数で表した場合、−20dB(=20・log0.1)となる。目標ゲインは、予め設定された固定値、または任意に変更可能な値である。この目標ゲインが小さいほど、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインを小さくできる。
Further, in the second
第2信号処理部139において、減算部139cは、乗算部139bの出力からフィルタリング処理部139aの出力を減算することで、第2誤差信号e2(t)を生成する。この第2誤差信号e2(t)は、フィルタ係数W(t)のフィルタリング処理による低周波帯域(閾値周波数f1未満)のゲインが、目標ゲインに対してずれている量を表している。
In the second
第2加算部137は、第1誤差信号e1(t)と第2誤差信号e2(t)とを加算して、加算結果を合成誤差信号e3(t)として、係数更新部140へ出力する。合成誤差信号e3(t)は、第1誤差信号e1(t)と第2誤差信号e2(t)とを合わせた広帯域の信号となる。
The
係数更新部140では、変換器140bが、時間領域の合成参照信号r3(t)をFFT(Fast Fourier Transform)によって周波数領域の合成参照信号R(ω)に変換する。また、変換器140cが、時間領域の合成誤差信号e3(t)をFFTによって周波数領域の合成誤差信号E(ω)に変換する。
In the
係数更新部140の係数演算部140aは、Filtered−X LMSアルゴリズムを周波数領域で用いて、消音フィルタ141およびフィルタリング処理部139aのフィルタ係数W1(ω)〜Wn(ω)を演算する。この係数演算部140aは、合成参照信号R(ω)、合成誤差信号E(ω)が入力されて、フィルタ係数W1(ω)〜Wn(ω)を演算する。なお、周波数領域のフィルタ係数W1(ω)〜Wn(ω)を区別しない場合、フィルタ係数W(ω)と表す。
The
一般に、周波数領域のFiltered−X LMSアルゴリズムを用いたフィルタ係数W(ω)の更新処理では、合成誤差信号E(ω)が最小となるようにフィルタ係数W(ω)が求められる。具体的に、フィルタ係数W(ω)の更新処理は、フィルタ係数をW(ω)、更新パラメータをμ、サンプル番号をmとすると、[数1]で表される。なお、更新パラメータμは、ステップサイズパラメータともいわれている。更新パラメータμは、LMSアルゴリズム等を用いてフィルタ係数W(ω)を繰り返し算出する処理におけるフィルタ係数W(ω)の補正量の大きさを定めるパラメータである。 In general, in the process of updating the filter coefficient W (ω) using the frequency-domain Filtered-X LMS algorithm, the filter coefficient W (ω) is obtained so that the combined error signal E (ω) is minimized. Specifically, the update process of the filter coefficient W (ω) is expressed by [Equation 1] where W (ω) is the filter coefficient, μ is the update parameter, and m is the sample number. The update parameter μ is also called a step size parameter. The update parameter μ is a parameter that determines the magnitude of the correction amount of the filter coefficient W (ω) in the process of repeatedly calculating the filter coefficient W (ω) using the LMS algorithm or the like.
逆変換器140d,140eのそれぞれは、逆FFT(Inverse Fast Fourier Transform)を実行することによって、係数演算部140aが算出した周波数領域のフィルタ係数W1(ω)〜Wn(ω)を時間領域のフィルタ係数W1(t)〜Wn(t)に変換する。消音フィルタ141の周波数ビン毎のフィルタ係数W1(t)〜Wn(t)は、逆変換器140dの出力によって設定される。フィルタリング処理部139aの周波数ビン毎のフィルタ係数W1(t)〜Wn(t)は、逆変換器140eの出力によって設定される。なお、図1では、2つの逆変換器140d,140eを備えているが、1つの逆変換器の出力によって、消音フィルタ141およびフィルタリング処理部139aのフィルタ係数が設定される構成でもよい。
Each of the
このように、係数更新部140は、フィルタ係数W1(t)〜Wn(t)を逐次更新する。フィルタリング処理部139aは、第2参照信号r2(t)を周波数ビン毎に分離する。フィルタリング処理部139aは、周波数ビン毎に第2参照信号r2(t)とフィルタ係数W(t)との畳み込み演算を行う。そして、フィルタリング処理部139aは、周波数ビン毎に行われた畳み込み演算の結果の和を、減算部139cに出力する。減算部139cは、乗算部139bの出力からフィルタリング処理部139aの出力を減算することで、第2誤差信号e2(t)を生成する。第2加算部137は、第1誤差信号e1(t)と第2誤差信号e2(t)とを加算して、加算結果を合成誤差信号e3(t)として、係数更新部140へ出力する。
As described above, the
また、消音フィルタ141は、騒音信号X(t)を周波数ビン毎に分離する。消音フィルタ141は、周波数ビン毎に騒音信号X(t)とフィルタ係数W(t)との畳み込み演算を行う。そして、消音フィルタ141は、周波数ビン毎に行われた畳み込み演算の結果の和を、キャンセル信号Y(t)として出力する。消音フィルタ141が出力するキャンセル信号Y(t)は、D/A変換器126によってD/A変換が施された後、増幅器123で増幅され、スピーカ113からキャンセル音が出力される。
Further, the
キャンセル音(キャンセル信号Y(t))の波形は、消音点における騒音波形に対して逆位相、同振幅となるように生成されており、ファン22からダクト21を伝播して吸気口21aから放出される騒音を低減させている。
The waveform of the cancellation sound (cancellation signal Y (t)) is generated so as to have the opposite phase and the same amplitude as the noise waveform at the silencing point, and is propagated from the
ここで、第1参照信号r1(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域が遮断されており、閾値周波数f1以上の周波数成分が主に残っている。また、第2参照信号r2(t)は、ディップおよびノッチがない白色雑音に基づく閾値周波数f1未満の低周波帯域の信号となる。したがって、合成参照信号r3(t)は、閾値周波数f1未満の周波数帯域が、ディップおよびノッチがない白色雑音に基づく信号となり、閾値周波数f1以上の周波数帯域が、参照マイクロホン111の出力に基づく信号となる。
Here, in the first reference signal r1 (t), the low frequency band lower than the threshold frequency f1 is cut off, and the frequency component equal to or higher than the threshold frequency f1 remains mainly. The second reference signal r2 (t) is a signal in a low frequency band below the threshold frequency f1 based on white noise without dip and notch. Therefore, the synthesized reference signal r3 (t) is a signal based on white noise having no dip and notch in the frequency band below the threshold frequency f1, and the frequency band equal to or higher than the threshold frequency f1 is a signal based on the output of the
また、第1誤差信号e1(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域が遮断されており、閾値周波数f1以上の周波数成分が主に残っている。また、第2誤差信号e2(t)は、ディップおよびノッチがない白色雑音に基づく閾値周波数f1未満の低周波帯域の信号となる。したがって、合成誤差信号e3(t)は、閾値周波数f1未満の周波数帯域が、ディップおよびノッチがない白色雑音に基づく信号となり、閾値周波数f1以上の周波数帯域が、誤差マイクロホン112の出力に基づく信号となる。
The first error signal e1 (t) has a low frequency band lower than the threshold frequency f1 cut off, and mainly has a frequency component equal to or higher than the threshold frequency f1. The second error signal e2 (t) is a signal in a low frequency band below the threshold frequency f1 based on white noise having no dip and notch. Therefore, the combined error signal e3 (t) is a signal based on white noise having no dip and notch in the frequency band below the threshold frequency f1, and the frequency band equal to or higher than the threshold frequency f1 is a signal based on the output of the
すなわち、合成参照信号r3(t)および合成誤差信号e3(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域がディップおよびノッチがない平坦な周波数特性となる。したがって、フィルタ係数W(t)は、このような周波数特性を有する合成参照信号r3(t)および合成誤差信号e3(t)に基づいて求められる。この結果、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインは十分に抑制される。
That is, the synthesized reference signal r3 (t) and the synthesized error signal e3 (t) have flat frequency characteristics in which the low frequency band below the threshold frequency f1 has no dip and notch. Therefore, the filter coefficient W (t) is obtained based on the combined reference signal r3 (t) and the combined error signal e3 (t) having such frequency characteristics. As a result, the gain of the
図3Aは、本実施形態の信号処理装置13による消音特性を示す。特性Y1(実線)は、本実施形態の騒音抑制処理が行われた場合の消音点(誤差マイクロホン112の設置点)における音圧(振幅)を示す。また、特性Y0(破線)は、騒音抑制処理が行われなかった場合の消音点における音圧(振幅)を示す。
FIG. 3A shows a silencing characteristic by the
図3Bは、本実施形態とは異なる騒音抑制処理であって、参照信号r(t)、誤差信号e(t)を入力とするFiltered−X LMSアルゴリズムによる消音特性を示す。特性Y11(実線)は、この本実施形態とは異なる騒音抑制処理が行われた場合の消音点における音圧(振幅)を示す。また、特性Y10(破線)は、騒音抑制処理が行われなかった場合の消音点における音圧(振幅)を示す。 FIG. 3B shows noise suppression processing by the Filtered-X LMS algorithm, which is noise suppression processing different from that of the present embodiment, and which receives the reference signal r (t) and the error signal e (t). A characteristic Y11 (solid line) indicates a sound pressure (amplitude) at a muffle point when a noise suppression process different from the present embodiment is performed. A characteristic Y10 (broken line) indicates the sound pressure (amplitude) at the muffle point when the noise suppression process is not performed.
図3Bでは、閾値周波数f1未満の低周波帯域において、消音フィルタ141のゲインが増大したことで、低周波帯域における特性Y11の音圧が増幅されて、特性Y10の音圧よりも増大している(図3B中の領域R10参照)。
In FIG. 3B, in the low frequency band below the threshold frequency f1, the sound pressure of the characteristic Y11 in the low frequency band is amplified by the increase in the gain of the
一方、図3Aでは、閾値周波数f1未満の低周波帯域において、消音フィルタ141のゲインが十分に抑制される。したがって、低周波帯域における特性Y1の音圧が抑制されて、特性Y0の音圧とほぼ同じになっている(図3A中の領域R1参照)。すなわち、本実施形態の信号処理装置13は、消音対象帯域より低い低周波帯域における消音フィルタ141のゲインが十分に抑制されることで、低周波帯域での発振を抑制できることがわかる。
On the other hand, in FIG. 3A, the gain of the
また、本実施形態の第1変形例として、第1信号処理部138の代わりに、図4に示す第1信号処理部138Aを備えることができる。第1信号処理部138Aは、第2参照信号r2(t)のデータを予め記憶した記憶部138cと、記憶部138cから第2参照信号r2(t)のデータを読み出して、第2参照信号r2(t)を出力する信号出力部130dとを備える。
As a first modification of the present embodiment, a first
記憶部138cは、ROM(Read Only Memory)などのメモリである。記憶部138cは、広帯域の白色雑音信号から閾値周波数f1以上の帯域を遮断した第2参照信号r2(t)のデータを予め格納しておく。そして、信号出力部130dは、記憶部138cから第2参照信号r2(t)のデータを繰り返し読み出して、第2参照信号r2(t)を出力する。
The
したがって、第1信号処理部138Aは、第1信号処理部138に比べて、第2参照信号r2(t)の生成処理に要する負荷を低減させることができる。
Therefore, the first
また、本実施形態の第2変形例として、図5に示すように、信号処理装置13はバッファ142を備えることが好ましい。バッファ142は、減算部139cと第2加算部137との間に設けられている。バッファ142は、減算部139cが出力する第2誤差信号e2(t)の離散値を、先入れ先出し方式(FIFO:First In First Out)で格納する。
As a second modification of the present embodiment, the
信号処理装置13は、プログラムを実行するコンピュータで構成されており、この場合、図6に示すような割り込み処理を行う。
The
信号処理装置13は、割り込まれる側の通常処理J1として、フィルタ係数の更新処理を含む第1処理S1、第2参照信号r2(t)の生成処理、第2誤差信号e2(t)の生成処理、バッファ142の書き込み処理を含む第2処理S2が行われる。この通常処理J1は、リアルタイム性が要求されない処理である。
The
また、信号処理装置13は、通常処理J1に割り込む割り込み処理J2として、第3処理S11〜第7処理S15を行う。第3処理S11では、バッファ142に格納されている第2誤差信号e2(t)から、最初に格納された離散値が第2加算部137の加算処理を経て、係数更新部140に引き渡される。第4処理S12は、消音フィルタ141による騒音信号X(t)のフィルタリング処理(騒音信号X(t)とフィルタ係数W(t)との畳み込み演算)である。第5処理S13は、外乱音の入力時などにおいて、フィルタ係数の更新処理を停止させる耐外乱処理である。第6処理S14は、LCF134,136によるフィルタリング処理である。第7処理S15は、第1加算部135、第2加算部137による加算処理である。この割り込み処理J2は、参照マイクロホン111および誤差マイクロホン112の各出力をA/D変換した騒音信号X(t)および誤差信号e(t)の各出力のサンプル毎に実行される処理であり、リアルタイム性が要求される処理である。
Further, the
基本的に、リアルタイム性が要求されない処理は、通常処理J1で処理されるほうが望ましい。例えば、消音フィルタ141による騒音信号X(t)のフィルタリング処理(第3処理S11)は、サンプル毎に必ず必要な処理であるので、割り込み処理J2で処理される。しかしながら、割り込み処理J2での処理量が大きくなり過ぎると、消音フィルタ141によるフィルタリング処理(S12)が適切に行われなくなったり、リアルタイム性が必要な他の処理(S13〜S15)を高精度に実行できない可能性がある。
Basically, a process that does not require real-time property is preferably processed in the normal process J1. For example, the filtering process (third process S11) of the noise signal X (t) by the
そこで、本変形形態では、第2参照信号r2(t)の生成処理、第2誤差信号e2(t)の生成処理、バッファ142の書き込み処理を含む第2処理S2を通常処理J1に含めることで、割り込み処理J2での処理量を低減させている。そして、割り込み処理J2が開始されると、バッファ142の離散値が第2加算部137の加算処理を経て、係数更新部140に引き渡されて、割り込み処理J2の各処理が行われる。なお、バッファ142は、先入れ先出し方式で、離散値の書き込み、読み出しを行う。
Therefore, in this modification, the normal process J1 includes the second process S2 including the process of generating the second reference signal r2 (t), the process of generating the second error signal e2 (t), and the process of writing the
(実施形態2)
本実施形態の消音装置1の構成を図7に示す。消音装置1は、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して、説明は省略する。(Embodiment 2)
The structure of the
消音装置1は、信号処理装置13Aを備えており、信号処理装置13Aは、バンドパスフィルタ134A(第1フィルタ)、バンドパスフィルタ136A(第2フィルタ)を備える。さらに第1信号処理部138Aは、ノッチフィルタ138eを備える。なお、以降、バンドパスフィルタ134A、バンドパスフィルタ136A、ノッチフィルタ138eは、BPF134A,BPF136A、BEF(Band Elimination Filter)138eと称す。また、BPF134A,BPF136A、BEF138eは、実施形態1のLCF134、LCF136、LPF138bに対応する。
The
図8に示すように、複数のレンジフード装置2,2Aの各ダクト21が互いに隣接している場合がある。この場合、ダクト21間のクロストーク(相互干渉)によって発振が発生する可能性がある。具体的には、下記(1)(2)の条件が同時に成立するときに、発振しやすいことがわかっている。
As shown in FIG. 8, the
(1)消音制御すべきレンジフード装置2において、伝達特性C(スピーカ113から誤差マイクロホン112に至る音波の伝達特性)のゲインが局所的に落ち込む周波数帯域であるノッチ帯域が存在する。
(1) In the
(2)レンジフード装置2に隣接するレンジフード装置2Aのスピーカ113から、レンジフード装置2の誤差マイクロホン112に回り込む音(図8中の経路D)は、上述のノッチ帯域での音圧が大きい。
(2) The sound (path D in FIG. 8) that circulates from the
すなわち、(1)(2)の条件が同時に成立するときに、レンジフード装置2はノッチ帯域で発振しやすくなる。
That is, when the conditions (1) and (2) are satisfied at the same time, the
そこで、本実施形態では、消音対象帯域以外の周波数帯域である非対象帯域にノッチ帯域が存在する場合に、このノッチ帯域による発振を抑制することを目的とする。 Therefore, the present embodiment aims to suppress oscillation due to this notch band when a notch band exists in a non-target band that is a frequency band other than the muffing target band.
非対象帯域とは、消音制御が不要な周波数帯域であり、ダクト21内を伝搬する音波が平面波とならない周波数帯域(ダクト21の径に依存する)、あるいは騒音のスペクトルのパワーが小さい帯域を含む。
The non-target band is a frequency band that does not require silencing control, and includes a frequency band where the sound wave propagating in the
ダクト21内を伝搬する音波が平面波とならない周波数帯域は、主に高周波帯域である。この高周波帯域では、消音点における音圧レベルが最小になったとしても、消音点から離れたダクト21の外部で音圧レベルが増幅される場合があることから、消音制御を不要としている。なお、平面波とならない周波数fo(Hz)は、一般にダクト21の径L(m)によって決まり、音速をC(m/s)とすると、「fo≧C/2L」となる。すなわち、下限周波数fo1(=C/2L)以上では、平面波とならない。
The frequency band in which the sound wave propagating in the
本実施形態の信号処理装置13Aは、具体的に以下の構成を備える。
Specifically, the
BPF134Aは、閾値周波数f1(第1閾値周波数)以上、閾値周波数f2(第2閾値周波数)未満を、通過帯域とする(f1<f2≦fo1)。したがって、第1参照信号r1(t)は、参照信号r(t)のうち、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満の周波数成分を主に含み、閾値周波数f1未満、閾値周波数f2以上の周波数成分が遮断された信号となる。この場合、閾値周波数f1は消音対象帯域の下限値となり、閾値周波数f2は消音対象帯域の上限値となる。なお、閾値周波数f2は、下限周波数fo1以下の周波数である。
The
BPF136Aは、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満を、通過帯域とする。したがって、第1誤差信号e1(t)は、誤差信号e(t)のうち、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満の周波数成分を主に含み、閾値周波数f1未満、閾値周波数f2以上の周波数成分が遮断された信号となる。
The
BEF138eは、閾値周波数f1未満、および閾値周波数f2以上を、通過帯域とする。したがって、第2参照信号r2(t)は、閾値周波数f1未満、閾値周波数f2以上において白色雑音となり、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満の周波数成分が遮断された信号となる。
The
すなわち、第1参照信号r1(t)および第1誤差信号e1(t)は、実際に集音された信号であり、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満の帯域の信号である。また、第2参照信号r2(t)および第2誤差信号e2(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域(消音対象帯域より低い非対象帯域)、閾値周波数f2以上の高周波帯域(消音対象帯域より高い非対象帯域)の信号であり、白色雑音に基づいて生成されている。つまり、第2参照信号r2(t)および第2誤差信号e2(t)は、閾値周波数f1未満、閾値周波数f2以上の各帯域で、ディップおよびノッチがない白色雑音の成分が主として含まれており、実際に集音された信号は殆ど含まれていない。 That is, the first reference signal r1 (t) and the first error signal e1 (t) are actually collected signals, and are signals in a band not lower than the threshold frequency f1 and lower than the threshold frequency f2. In addition, the second reference signal r2 (t) and the second error signal e2 (t) are a low frequency band less than the threshold frequency f1 (a non-target band lower than the silence target band), and a high frequency band (the silence target) higher than the threshold frequency f2. (Non-target band higher than the band) and is generated based on white noise. In other words, the second reference signal r2 (t) and the second error signal e2 (t) mainly contain white noise components having no dip and notch in each band below the threshold frequency f1 and above the threshold frequency f2. The actually collected signal is hardly included.
すなわち、合成参照信号r3(t)および合成誤差信号e3(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域および閾値周波数f2以上の高周波帯域において、ディップおよびノッチがない平坦な周波数特性となる。したがって、フィルタ係数W(t)は、このような周波数特性を有する合成参照信号r3(t)および合成誤差信号e3(t)に基づいて求められるので、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインは十分に抑制される。さらに、閾値周波数f2以上の高周波帯域におけるダクト21間のクロストーク(相互干渉)による発振も抑制することができる。
That is, the synthesized reference signal r3 (t) and the synthesized error signal e3 (t) have flat frequency characteristics with no dip and notch in the low frequency band below the threshold frequency f1 and the high frequency band above the threshold frequency f2. Therefore, since the filter coefficient W (t) is obtained based on the synthesized reference signal r3 (t) and the synthesized error signal e3 (t) having such frequency characteristics, the silence filter in the low frequency band below the threshold frequency f1. The gain of 141 is sufficiently suppressed. Furthermore, oscillation due to crosstalk (mutual interference) between the
また、実施形態2の構成に、実施形態1の変形例1,2の構成を組み合わせることも可能であり、実施形態1の変形例1,2と同様の効果を得ることができる。 Further, the configuration of the second embodiment can be combined with the configurations of the first and second modifications of the first embodiment, and the same effects as those of the first and second modifications of the first embodiment can be obtained.
以上述べた実施形態から明らかなように、本発明に係る第1の態様の信号処理装置13または13Aは、参照マイクロホン111(第1音入力器)と、スピーカ113(音出力器)と、誤差マイクロホン112(第2音入力器)とを備える音入出力装置11に組み合わせて用いられる。参照マイクロホン111は、ファン22(騒音源)から発せられた騒音が伝播する対象空間(ダクト21内の空間)に設けられて騒音を集音する。スピーカ113は、キャンセル信号を入力されて騒音を打ち消すキャンセル音を対象空間に発する。誤差マイクロホン112は、対象空間において騒音とキャンセル音との合成音を集音する。
As is clear from the embodiment described above, the
信号処理装置13は、消音フィルタ141と、LCF134(第1フィルタ)と、第1信号処理部138と、LCF136(第2フィルタ)と、第2信号処理部139と、係数更新部140とを備える。消音フィルタ141は、フィルタ係数を設定されて、参照マイクロホン111の出力に基づいたキャンセル信号Y(t)を出力する。LCF134は、参照マイクロホン111の出力から閾値周波数f1未満の周波数成分を遮断した第1参照信号r1(t)を出力する。第1信号処理部138は、閾値周波数f1未満におけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号r2(t)を生成する。LCF136は、誤差マイクロホン112の出力から閾値周波数f1未満の周波数成分を遮断した第1誤差信号e1(t)を出力する。第2信号処理部139は、第2参照信号r2(t)およびフィルタ係数に基づく閾値周波数f1未満の信号である第2誤差信号e2(t)を生成する。係数更新部140は、第1参照信号r1(t)、第2参照信号r2(t)、第1誤差信号e1(t)、第2誤差信号e2(t)に基づいてフィルタ係数を算出する。
The
本実施形態では、LCF134によって、閾値周波数f1未満の低周波帯域を遮断した第1参照信号r1(t)が作成される。また、LCF136によって、閾値周波数f1未満の低周波帯域を遮断した第1誤差信号e1(t)が作成される。また、第1信号処理部138によって、閾値周波数f1以上の帯域を遮断した第2参照信号r2(t)が白色雑音から作成される。また、第2信号処理部139によって、閾値周波数f1以上の帯域を遮断した第2誤差信号e2(t)が白色雑音から作成される。
In the present embodiment, the
すなわち、第1参照信号r1(t)および第1誤差信号e1(t)は、閾値周波数f1以上の帯域における実際に集音された信号である。また、第2参照信号r2(t)および第2誤差信号e2(t)は、白色雑音に基づく閾値周波数f1未満の低周波帯域(消音制御の対象となる周波数帯域より低い非対象帯域)における信号である。つまり、第2参照信号r2(t)および第2誤差信号e2(t)は、ディップおよびノッチがない閾値周波数f1未満の白色雑音の成分が主として含まれており、実際に集音された信号は殆ど含まれていない。したがって、このような第1参照信号r1(t)、第2参照信号r2(t)、第1誤差信号e1(t)、第2誤差信号e2(t)に基づいて係数更新部140が設定するフィルタ係数W(t)は、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインを十分に抑制できる。
That is, the first reference signal r1 (t) and the first error signal e1 (t) are actually collected signals in a band equal to or higher than the threshold frequency f1. Further, the second reference signal r2 (t) and the second error signal e2 (t) are signals in a low frequency band (a non-target band lower than a frequency band that is a target of mute control) that is less than the threshold frequency f1 based on white noise. It is. That is, the second reference signal r2 (t) and the second error signal e2 (t) mainly contain white noise components having a dip and notch and less than the threshold frequency f1, and the actually collected signals are It is hardly included. Therefore, the
また、本発明に係る第2の態様の信号処理装置13または13Aでは、第1の態様において、第2信号処理部139は、フィルタリング処理部139aと、乗算部139bと、減算部139cとを備えることが好ましい。フィルタリング処理部139aは、フィルタ係数を設定されて、第2参照信号r2(t)をフィルタリングして出力する。乗算部139bは、第2参照信号r2(t)に対して、予め決められた目標ゲインを乗算する。減算部139cは、乗算部139bの出力からフィルタリング処理部139aの出力を減算することで、第2誤差信号e2(t)を生成する。
In the
したがって、第2誤差信号e2(t)は、フィルタ係数W(t)を用いたフィルタリング処理による低周波帯域(閾値周波数f1未満)のゲインが、目標ゲインに対してずれている量を表すことができる。 Therefore, the second error signal e2 (t) represents an amount by which the gain in the low frequency band (less than the threshold frequency f1) by the filtering process using the filter coefficient W (t) is deviated from the target gain. it can.
また、本発明に係る第3の態様の信号処理装置13または13Aは、第1または第2の態様において、第1加算部135と、第2加算部137とをさらに備えることが好ましい。第1加算部135は、第1参照信号r1(t)と第2参照信号r2(t)とを加算する。第2加算部137は、第1誤差信号e1(t)と第2誤差信号e2(t)とを加算する。係数更新部140は、第1加算部135の出力および第2加算部137の出力に基づいてフィルタ係数を算出する。
Moreover, it is preferable that the
したがって、係数更新部140は、Filtered−X LMSアルゴリズムによるフィルタ係数の演算処理を容易に行うことができる。
Therefore, the
また、本発明に係る第4の態様の信号処理装置13または13Aは、第1〜第3の態様のいずれか1つにおいて、第1信号処理部138Aを備えることが好ましい。第1信号処理部138Aは、第2参照信号r2(t)のデータを予め記憶した記憶部138cと、記憶部138cから第2参照信号r2(t)のデータを読み出して、第2参照信号r2(t)を出力する信号出力部130dとを備える。
The
したがって、第1信号処理部138Aは、第1信号処理部138に比べて、第2参照信号r2(t)の生成処理に要する負荷を低減させることができる。
Therefore, the first
また、本発明に係る第5の態様の信号処理装置13または13Aでは、第1〜第4の態様のいずれか1つにおいて、第2信号処理部139は、第2誤差信号e2(t)の離散値を出力する。信号処理装置13は、第2信号処理部139が出力する第2誤差信号e2(t)の複数の離散値のそれぞれを順次格納するバッファ142をさらに備える。そして、第1信号処理部138および第2信号処理部139の各処理に割り込む割り込み処理として、バッファ142に格納されている第2誤差信号e2(t)の複数の離散値が、先入れ先出し方式で係数更新部140に引き渡される処理が行われることが好ましい。
Further, in the
したがって、リアルタイム性が要求される消音フィルタ141によるフィルタリング処理などを適切に行うことができ、消音性能の向上を図ることができる。
Therefore, it is possible to appropriately perform a filtering process by the
また、本発明に係る第6の態様の信号処理装置13または13Aは、第1〜第5の態様のいずれか1つにおいて、係数更新部140は、周波数領域においてフィルタ係数の算出処理を行うことが好ましい。
In addition, in the
この場合、時間領域におけるフィルタ係数の算出処理に比べて、周波数領域におけるフィルタ係数の算出処理は演算量が少ないので、係数更新部140の負荷を低減させることができる。
In this case, since the calculation amount of the filter coefficient in the frequency domain is small compared to the calculation process of the filter coefficient in the time domain, the load on the
また、本発明に係る第7の態様の信号処理装置13または13Aでは、第1〜第6の態様のいずれか1つにおいて、閾値周波数f1は、キャンセル音によって打ち消される対象となる騒音の周波数帯域の下限値であることが好ましい。
In addition, in the
したがって、消音対象帯域より低い低周波帯域における消音フィルタ141のゲインが十分に抑制されるので、実際の消音性能に与える影響を抑えることができる。
Therefore, the gain of the silencing
また、本発明に係る第8の態様の信号処理装置13または13Aでは、第1〜第7の態様のいずれか1つにおいて、BPF134Aは、参照マイクロホン111の出力から、閾値周波数f1(第1閾値周波数)以上、閾値周波数f1より高い閾値周波数f2(第2閾値周波数)未満の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタであることが好ましい。BPF136Aは、誤差マイクロホン112の出力から、閾値周波数f1以上、閾値周波数f2未満の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタである。第1信号処理部138Aは、閾値周波数f1未満および閾値周波数f2以上のそれぞれにおけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号r2(t)を生成する。
In the
したがって、消音対象帯域外(低周波帯域、高周波帯域)の周波数帯域における消音フィルタ141のゲインが十分に抑制され、消音対象帯域外でのダクト21間のクロストーク(相互干渉)による発振も抑制することができる。
Therefore, the gain of the silencing
なお、上述の各実施形態において信号処理装置13,13Aが備えるコンピュータとしては、プログラムに従って動作するプロセッサおよびインターフェースを主なハードウェア構成として備える。この種のプロセッサとしては、DSP(Digital Signal Processor)、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro-Processing Unit)等を含む。そして、プロセッサは、プログラムを実行することによって上述の信号処理装置13,13Aの各機能を実現することができれば、その種類は問わない。
In each of the above-described embodiments, the computer included in the
また、プログラムの提供形態としては、コンピュータに読み取り可能なROM(Read Only Memory)、光ディスク等の記録媒体に予め格納されている形態、インターネット等を含む広域通信網を介して記録媒体に供給される形態等がある。 As a program providing form, a computer-readable ROM (Read Only Memory), a form stored in advance in a recording medium such as an optical disc, or the like is supplied to the recording medium via a wide area communication network including the Internet. There are forms.
すなわち、本発明に係る第9の態様のプログラムは、コンピュータを、信号処理装置13または13Aとして機能させることを特徴とする。
That is, the program according to the ninth aspect of the present invention causes a computer to function as the
したがって、コンピュータを信号処理装置13または13Aとして機能させるプログラムも、上記同様の効果を奏し得る。すなわち、このプログラムは、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインを十分に抑制できる。
Therefore, a program that causes a computer to function as the
また、本発明に係る第10の態様のレンジフード装置2は、信号処理装置13または13Aと、音入出力装置11と、対象空間を構成する中空筒状のダクト21(通気路)と、ダクト21の一端から他端に向かう気流を発生させるファン22(送風装置)とを備える。
Moreover, the
したがって、信号処理装置13,13Aを搭載したレンジフード装置2も、閾値周波数f1未満の低周波帯域における消音フィルタ141のゲインを十分に抑制できる。
Therefore, the
また、レンジフード装置2以外の他の装置が、上述の各実施形態の消音装置1を備えてもよい。
Moreover, devices other than the
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made depending on the design and the like as long as the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Of course, it is possible to change.
1 消音装置
11 音入出力装置
12 消音制御装置
13,13A 信号処理装置
111 参照マイクロホン(第1の音入力器)
112 誤差マイクロホン(第2の音入力器)
113 スピーカ(音出力器)
131 ハウリングキャンセルフィルタ
132 減算部
133 補正フィルタ
134,134A ローカットフィルタ(第1フィルタ)
135 第1加算部
136,136A ローカットフィルタ(第2フィルタ)
137 第2加算部
138 第1信号処理部
139 第2信号処理部
139a フィルタリング処理部
139b 乗算部
139c 減算部
140 係数更新部
141 消音フィルタ
2 レンジフード装置
21 ダクト(通気路)
22 ファンDESCRIPTION OF
112 Error microphone (second sound input device)
113 Speaker (sound output device)
131 Howling Cancel
135 1st addition part 136,136A Low cut filter (2nd filter)
137
22 fans
Claims (10)
フィルタ係数を設定されて、前記第1音入力器の出力に基づいた前記キャンセル信号を出力する消音フィルタと、
前記第1音入力器の出力から閾値周波数未満の周波数成分を遮断した第1参照信号を出力する第1フィルタと、
前記閾値周波数未満におけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号を生成する第1信号処理部と、
前記第2音入力器の出力から前記閾値周波数未満の周波数成分を遮断した第1誤差信号を出力する第2フィルタと、
前記第2参照信号および前記フィルタ係数に基づく前記閾値周波数未満の信号である第2誤差信号を生成する第2信号処理部と、
前記第1参照信号、前記第2参照信号、前記第1誤差信号、前記第2誤差信号に基づいて前記フィルタ係数を算出する係数更新部と
を備えることを特徴とする信号処理装置。A first sound input device that collects the noise provided in a target space through which noise generated from a noise source propagates, and a sound output device that generates a cancel sound that cancels the noise when a cancel signal is input to the target space And a sound input / output device including a second sound input device that collects a synthesized sound of the noise and the cancellation sound in the target space,
A mute filter that is set with a filter coefficient and outputs the cancel signal based on the output of the first sound input device;
A first filter that outputs a first reference signal obtained by blocking a frequency component less than a threshold frequency from the output of the first sound input device;
A first signal processing unit that generates a second reference signal having a uniform power spectrum below the threshold frequency;
A second filter for outputting a first error signal obtained by blocking a frequency component lower than the threshold frequency from the output of the second sound input device;
A second signal processing unit that generates a second error signal that is a signal less than the threshold frequency based on the second reference signal and the filter coefficient;
And a coefficient updating unit that calculates the filter coefficient based on the first reference signal, the second reference signal, the first error signal, and the second error signal.
前記フィルタ係数を設定されて、前記第2参照信号をフィルタリングして出力するフィルタリング処理部と、
前記第2参照信号に対して、予め決められた目標ゲインを乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力から前記フィルタリング処理部の出力を減算することで、前記第2誤差信号を生成する減算部と
を備えることを特徴とする請求項1記載の信号処理装置。The second signal processor is
A filtering processor configured to filter and output the second reference signal, the filter coefficient being set;
A multiplier for multiplying the second reference signal by a predetermined target gain;
The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising: a subtracting unit that generates the second error signal by subtracting the output of the filtering processing unit from the output of the multiplying unit.
前記係数更新部は、前記第1加算部の出力および前記第2加算部の出力に基づいて前記フィルタ係数を算出する
ことを特徴とする請求項1または2記載の信号処理装置。A first adder for adding the first reference signal and the second reference signal; and a second adder for adding the first error signal and the second error signal;
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the coefficient updating unit calculates the filter coefficient based on an output from the first addition unit and an output from the second addition unit.
前記第2信号処理部が出力する前記第2誤差信号の複数の離散値のそれぞれを順次格納するバッファをさらに備えて、
前記第1信号処理部および前記第2信号処理部の各処理に割り込む割り込み処理として、前記バッファに格納されている前記第2誤差信号の複数の離散値が、先入れ先出し方式で前記係数更新部に引き渡される処理が行われる
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の信号処理装置。The second signal processing unit outputs a discrete value of the second error signal;
A buffer that sequentially stores each of a plurality of discrete values of the second error signal output by the second signal processing unit;
As an interrupt process interrupting each process of the first signal processing unit and the second signal processing unit, a plurality of discrete values of the second error signal stored in the buffer are delivered to the coefficient updating unit in a first-in first-out manner. The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the processing is performed.
前記第2フィルタは、前記第2音入力器の出力から、前記第1閾値周波数以上、前記第2閾値周波数未満の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタであり、
前記第1信号処理部は、前記第1閾値周波数未満および前記第2閾値周波数以上のそれぞれにおけるパワースペクトルが均一となる第2参照信号を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の信号処理装置。The first filter is a band-pass filter that passes from the output of the first sound input device a frequency component that is equal to or higher than a first threshold frequency and lower than a second threshold frequency that is higher than the first threshold frequency;
The second filter is a band-pass filter that passes a frequency component that is equal to or higher than the first threshold frequency and lower than the second threshold frequency from the output of the second sound input device,
The said 1st signal processing part produces | generates the 2nd reference signal from which the power spectrum in each less than the said 1st threshold frequency and above the 2nd threshold frequency becomes uniform. The signal processing device according to one item.
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