JP6669011B2 - Active noise control device, active noise control program, and active noise control method - Google Patents

Active noise control device, active noise control program, and active noise control method Download PDF

Info

Publication number
JP6669011B2
JP6669011B2 JP2016167138A JP2016167138A JP6669011B2 JP 6669011 B2 JP6669011 B2 JP 6669011B2 JP 2016167138 A JP2016167138 A JP 2016167138A JP 2016167138 A JP2016167138 A JP 2016167138A JP 6669011 B2 JP6669011 B2 JP 6669011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
input signal
microphone
signal
vibration sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016167138A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018036327A (en
Inventor
尚也 川畑
尚也 川畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2016167138A priority Critical patent/JP6669011B2/en
Publication of JP2018036327A publication Critical patent/JP2018036327A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6669011B2 publication Critical patent/JP6669011B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、能動騒音制御装置、能動騒音制御プログラム、及び能動騒音制御方法に関し、例えば、部屋から漏れ出る騒音に用いられる騒音制御装置、騒音制御プログラム、及び騒音制御方法に適用し得るものである。   The present invention relates to an active noise control device, an active noise control program, and an active noise control method, and can be applied to, for example, a noise control device, a noise control program, and a noise control method used for noise leaking from a room. .

空調や電気機器の筐体などのダクトでは、装置の駆動音やファンが騒音源となり騒音が発生する。発生した騒音は、ダクト内の空間を伝播し、ダクトの吹き出し口から放出されるため、騒音問題の原因となっている。このようなダクトによる騒音を低減する方法に関して、これまでも多くの研究、開発が行なわれている。   In a duct such as a housing of an air conditioner or an electric device, a driving sound of the device or a fan becomes a noise source and generates noise. The generated noise propagates through the space inside the duct and is emitted from the outlet of the duct, which causes a noise problem. Many researches and developments have been made on methods for reducing the noise caused by such ducts.

ダクトの騒音を低減する1つの手法として、能動騒音制御(Active Noise Control、以下、「ANC」と呼ぶ)装置を使用する手法がある。ANC装置とは、騒音の逆位相、同振幅の制御音を生成し、騒音を能動的に低減(消音)する手法である。   One technique for reducing duct noise is to use an active noise control (hereinafter referred to as "ANC") device. The ANC device is a method of generating control sound having the opposite phase and the same amplitude of noise to actively reduce (mute) noise.

ANC装置の方式として、フィードフォワード型とフィードバック型がある。   ANC devices include a feedforward type and a feedback type.

フィードフォワード型のANC装置は、参照マイクの入力信号と誤差マイクの入力信号と計測した2次経路のインパルス応答と計測したフィードバック経路のインパルス応答に基づいて、FIR(Finite Impulse Response)型の適応フィルタのフィルタ係数をFiltered−X LMS(Least Mean Square)アルゴリズムで逐次更新することで、誤差マイクの設置点(消去点、または制御点)の騒音を低減する制御信号を生成し、制御スピーカから制御信号を出力することで誤差マイクの設置点の騒音を低減する。   A feed-forward type ANC apparatus is based on a reference microphone input signal, an error microphone input signal, a measured secondary path impulse response and a measured feedback path impulse response, and a FIR (Finite Impulse Response) adaptive filter. Is successively updated by a Filtered-X LMS (Least Mean Square) algorithm to generate a control signal for reducing noise at the installation point (erasing point or control point) of the error microphone, and the control signal is output from the control speaker. Is output, the noise at the installation point of the error microphone is reduced.

フィードバック型のANC装置は、誤差マイクの入力信号と計測した2次経路のインパルス応答に基づいて、FIR型の適応フィルタのフィルタ係数をFiltered−X LMSアルゴリズムで逐次更新することで、誤差マイクの設置点の騒音を低減する制御信号を生成し、制御スピーカから制御信号を出力することで誤差マイクの設置点の騒音を低減する。   The feedback-type ANC apparatus sequentially updates the filter coefficient of the FIR-type adaptive filter by the Filtered-X LMS algorithm based on the input signal of the error microphone and the measured impulse response of the secondary path, thereby setting the error microphone. A control signal for reducing noise at the point is generated, and a control signal is output from the control speaker to reduce noise at the installation point of the error microphone.

これらのANC装置を使用して、空間に振動騒音が広がる過程で空間を分かつ構造物(例えば、部屋の壁など)が二次的振動体となる段階においてその二次振動を抑制することにより、騒音を低減する手法が特許文献1によって提案されている。   By using these ANC devices, by suppressing the secondary vibration at the stage where the space is divided and a structure (for example, a wall of a room) becomes a secondary vibrator in the process of spreading vibration noise in the space, A method for reducing noise is proposed by Patent Document 1.

特許文献1に開示されるANC装置は、騒音源の原振動と、騒音源の振動に起因する一次騒音が伝播する空間と二次騒音が伝播する空間との間にある境界面の振動を検出し、検出した原振動の振動信号と境界面の振動信号を用いてFIRフィルタをLMSアルゴリズムで更新し、打ち消し振動信号を生成して、境界面に設置された振動発生手段において打ち消し振動信号を発生させ境界面の騒音を低減する。   The ANC device disclosed in Patent Document 1 detects original vibration of a noise source, and vibration of a boundary surface between a space in which primary noise and a space in which secondary noise propagates due to the vibration of the noise source. Then, the FIR filter is updated by the LMS algorithm using the detected vibration signal of the original vibration and the vibration signal of the boundary surface, a cancellation vibration signal is generated, and the cancellation vibration signal is generated by the vibration generation means installed at the boundary surface. And reduce the noise at the interface.

特開2010−286684号公報JP 2010-286684 A

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、騒音源の振動が境界面に伝播しにくい位置から発生した音(例えば、人の口から発生した音声、スタンドに設置されたスピーカから出力された音など)は、原振動が境界面に直接伝播せず、騒音源に設置された振動を検出する装置(以下、振動センサ)の入力信号と境界面に設置された振動センサの入力信号は異なるため騒音を低減することはできない。   However, in the active noise control device described in Patent Literature 1, a sound generated from a position where vibration of a noise source does not easily propagate to a boundary surface (for example, a sound generated from a human mouth, output from a speaker installed on a stand). The original signal does not directly propagate to the boundary, and the input signal of the vibration sensor installed on the noise source (hereinafter referred to as vibration sensor) and the input signal of the vibration sensor installed on the boundary are The noise cannot be reduced because they are different.

また、空間中で発生した音を収録するために振動センサをマイクに変更したとしても、マイクの入力信号の周波数特性と、境界面の振動センサの入力信号の周波数特性は異なるため、適応フィルタをLMSアルゴリズムで更新してもフィルタ係数の更新は正しく行われず、境界面の振動を低減できず、ANC装置の性能を発揮できない。   Even if the vibration sensor is changed to a microphone in order to record sound generated in space, since the frequency characteristics of the input signal of the microphone and the frequency characteristics of the input signal of the vibration sensor at the boundary surface are different, an adaptive filter must be used. Even if the update is performed by the LMS algorithm, the update of the filter coefficient is not performed correctly, the vibration of the boundary surface cannot be reduced, and the performance of the ANC device cannot be exhibited.

そのため、音によって境界面が振動した場合でも、適応フィルタのフィルタ係数の更新を正しく行い、境界面の振動を低減し、境界面の振動による振動音を低減できる能動騒音制御装置、能動騒音制御プログラム、及び能動騒音制御方法が望まれる。   Therefore, even if the boundary surface is vibrated by sound, the active noise control device and the active noise control program can correctly update the filter coefficient of the adaptive filter, reduce the vibration of the boundary surface, and reduce the vibration sound due to the vibration of the boundary surface. , And an active noise control method is desired.

第1の本発明は、マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御装置において、(1)マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正するマイク入力信号補正部と、(2)上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部とを有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an active noise control apparatus for calculating a control vibration signal for reducing vibration output from a vibration speaker using an input signal of a microphone and an input signal of a vibration sensor. A microphone input signal correction unit for correcting the frequency characteristics of the vibration sensor to the frequency characteristics of the vibration sensor, (2) a microphone input signal corrected by the microphone input signal correction unit, a vibration sensor input signal, and a measured vibration speaker. An adaptive filter unit that calculates the control vibration signal using an impulse response of a secondary path to the vibration sensor and updates a filter coefficient of the adaptive filter.

第2の本発明の能動騒音制御プログラムは、マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御装置に搭載されるコンピュータを、(1)マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正するマイク入力信号補正部と、(2)上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部として機能させることを特徴とする。   An active noise control program according to a second aspect of the present invention is installed in an active noise control device that calculates a control vibration signal for reducing vibration output from a vibration speaker using an input signal of a microphone and an input signal of a vibration sensor. (1) a microphone input signal correction unit that corrects a frequency characteristic of an input signal of a microphone to a frequency characteristic of a vibration sensor; (2) a microphone input signal corrected by the microphone input signal correction unit; The control vibration signal is calculated using the input signal of the above and the measured impulse response of the secondary path from the vibration speaker to the vibration sensor, and functions as an adaptive filter unit for updating the filter coefficient of the adaptive filter. And

第3の本発明は、マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御方法において、補正するマイク入力信号補正部及び適応フィルタ部を有し、(1)上記マイク入力信号補正部は、マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正し、(2)上記適応フィルタ部は、上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a microphone input signal correction unit for correcting an active noise control method for calculating a control vibration signal for reducing vibration output from a vibration speaker using an input signal of a microphone and an input signal of a vibration sensor. (1) the microphone input signal correction unit corrects the frequency characteristics of the microphone input signal to the frequency characteristics of the vibration sensor, and (2) the microphone input signal correction unit corrects the microphone input signal. The control vibration signal is calculated using the input signal of the microphone corrected by the unit, the input signal of the vibration sensor, and the measured impulse response of the secondary path from the vibration speaker to the vibration sensor. It is characterized in that the coefficient is updated.

本発明によれば、空間を伝播する音によって発生した境界面の振動でも、音をマイクで受音し、マイク入力信号の周波数特性を境界面に設置している振動センサ入力信号の周波数特性に補正することで、適応フィルタのフィルタ係数の更新が適切に行われ、境界面の振動を低減し、境界面の振動による振動音を低減することができる。   According to the present invention, even at the interface vibration generated by sound propagating in the space, the sound is received by the microphone, and the frequency characteristic of the microphone input signal is changed to the frequency characteristic of the vibration sensor input signal installed at the interface. By performing the correction, the filter coefficient of the adaptive filter is updated appropriately, the vibration of the boundary surface can be reduced, and the vibration sound due to the vibration of the boundary surface can be reduced.

実施形態のANC装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the ANC device of an embodiment. 実施形態の2次経路のインパルス応答測定時のANC装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the ANC device at the time of the impulse response measurement of the secondary route of an embodiment. 実施形態の補正フィルタ算出時のANC装置の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an ANC device when calculating a correction filter according to the embodiment.

(A)主たる実施形態
以下では、本発明の能動騒音制御装置、能動騒音制御プログラム、及び能動騒音制御方法の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
(A) Main Embodiment Hereinafter, embodiments of an active noise control device, an active noise control program, and an active noise control method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

この実施形態は、例えば、部屋の騒音制御システムに上述した本発明のANC装置、ANCプログラム、及びANC方法を適応した場合を例示したものである。   This embodiment exemplifies a case in which the above-described ANC apparatus, ANC program, and ANC method of the present invention are applied to a room noise control system, for example.

(A−1)実施形態の構成
図1は、本発明の実施形態のANC装置100の構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ANC apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施形態のANC装置100は、例えば、専用ボードとして構築されるようにしても良いし、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)へのANCプログラムの書き込みによって実現されたものであっても良く、CPUと、CPUが実行するソフトウェア(ANCプログラム)によって実現されたものであっても良いが、機能的には、図1で表すことができる。   The ANC device 100 according to the embodiment of the present invention may be configured as, for example, a dedicated board, or may be realized by writing an ANC program into a DSP (digital signal processor). And may be realized by software (ANC program) executed by the CPU, but can be functionally represented by FIG.

図1において、この実施形態に係るANC装置100は、参照マイク101、マイクアンプ102、AD変換器103(103a、103b)、ANC部104、振動センサ105、振動センサアンプ106、DA変換器107、振動スピーカアンプ108、及び振動スピーカ109を有する。   1, an ANC apparatus 100 according to this embodiment includes a reference microphone 101, a microphone amplifier 102, an AD converter 103 (103a, 103b), an ANC unit 104, a vibration sensor 105, a vibration sensor amplifier 106, a DA converter 107, It has a vibration speaker amplifier 108 and a vibration speaker 109.

参照マイク101は、部屋R1の音源Sが発する音声等を受音するマイクである。なお、音源Sが発する音は、例えば、人の音声、音を出力する家電機器(テレビやオーディオ機器など)などである。なお、部屋R1と部屋R2の間には境界面としての壁Wが存在する。   The reference microphone 101 is a microphone that receives a sound or the like emitted from the sound source S in the room R1. Note that the sound emitted from the sound source S is, for example, a human voice (a television, an audio device, or the like) that outputs a human voice or sound. Note that a wall W as a boundary surface exists between the room R1 and the room R2.

マイクアンプ102は、参照マイク101により受音された入力信号を増幅するものである。   The microphone amplifier 102 amplifies the input signal received by the reference microphone 101.

AD変換器103(103a、103b)は、マイクアンプ102と後述する振動センサアンプ106により増幅された入力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。以下、AD変換器103aで変換された入力信号を「参照マイク入力信号」と、AD変換器103bで変換された入力信号「振動センサ入力信号」とする。   The AD converter 103 (103a, 103b) converts an input signal amplified by the microphone amplifier 102 and a later-described vibration sensor amplifier 106 from an analog signal to a digital signal. Hereinafter, the input signal converted by the AD converter 103a is referred to as a “reference microphone input signal” and the input signal converted by the AD converter 103b is referred to as a “vibration sensor input signal”.

ANC部104は、参照マイク入力信号と振動センサ入力信号から、音源Sによって発生した壁Wの振動を低減する制御振動信号を生成するものである。なお、ANC部104は、予め、音源Sが発生していないときに、2次経路Pのインパルス応答を計測する。また、ANC部104は、計測した2次経路Pのインパルス応答を、後述する2次経路フィルタ部115に保持する。さらに、ANC部104は、音源Sが発生しているときに、参照マイク入力信号の周波数特性を後述する振動センサ105の周波数特性に補正する補正フィルタを算出する。さらに、ANC部104は、算出した補正フィルタを、後述するマイク信号補正部113に保持する。   The ANC unit 104 generates a control vibration signal for reducing the vibration of the wall W generated by the sound source S from the reference microphone input signal and the vibration sensor input signal. The ANC unit 104 measures the impulse response of the secondary path P in advance when the sound source S is not generated. The ANC unit 104 stores the measured impulse response of the secondary path P in a secondary path filter unit 115 described later. Further, when the sound source S is generated, the ANC unit 104 calculates a correction filter for correcting the frequency characteristic of the reference microphone input signal to the frequency characteristic of the vibration sensor 105 described later. Further, the ANC unit 104 holds the calculated correction filter in the microphone signal correction unit 113 described later.

振動センサ105は、壁Wの振動音を受音するセンサである。なお、本実施形態の振動センサ105は、振動音を測定する壁Wに固定して、振動体と一緒にセンサ自体が振動することで振動音を計測する接触型のセンサを用いているが、壁Wに接触しないで振動音を計測する非接触型のセンサを用いても良い。また、振動センサ105を設置する場所については、限定されるものではないが振動スピーカ109付近に設置されることが望ましい。   The vibration sensor 105 is a sensor that receives a vibration sound of the wall W. The vibration sensor 105 of the present embodiment uses a contact-type sensor that is fixed to a wall W for measuring vibration sound and measures the vibration sound by vibrating the sensor itself together with the vibrating body. A non-contact type sensor that measures the vibration sound without contacting the wall W may be used. The place where the vibration sensor 105 is installed is not limited, but it is preferable that the vibration sensor 105 is installed near the vibration speaker 109.

振動センサアンプ106は、振動センサ105により検出された入力信号を増幅するものである。   The vibration sensor amplifier 106 amplifies the input signal detected by the vibration sensor 105.

DA変換器107は、ANC部104内で生成した制御振動信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するものである。   The DA converter 107 converts a control vibration signal generated in the ANC unit 104 from a digital signal to an analog signal.

振動スピーカアンプ108は、アナログ信号に変換された制御振動信号を増幅するものである。   The vibration speaker amplifier 108 amplifies the control vibration signal converted into an analog signal.

振動スピーカ109は、増幅された制御振動信号を出力するものである。   The vibration speaker 109 outputs an amplified control vibration signal.

次に、ANC部104の詳細な構成を説明する。   Next, a detailed configuration of the ANC unit 104 will be described.

ANC部104は、参照マイク入力端子110、振動センサ入力端子111、制御振動信号出力端子112、マイク信号補正部113、適応フィルタ部114、2次経路フィルタ部115、及び適応フィルタ係数更新部116を有する。   The ANC unit 104 includes a reference microphone input terminal 110, a vibration sensor input terminal 111, a control vibration signal output terminal 112, a microphone signal correction unit 113, an adaptive filter unit 114, a secondary path filter unit 115, and an adaptive filter coefficient update unit 116. Have.

参照マイク入力端子110は、参照マイク入力信号をANC部104へ入力するインタフェースである。   The reference microphone input terminal 110 is an interface for inputting a reference microphone input signal to the ANC unit 104.

振動センサ入力端子111は、振動センサ入力信号をANC部104へ入力するインタフェースである。   The vibration sensor input terminal 111 is an interface for inputting a vibration sensor input signal to the ANC unit 104.

制御振動信号出力端子112は、ANC部104で生成した制御振動信号を外部へ出力するインタフェースである。   The control vibration signal output terminal 112 is an interface that outputs the control vibration signal generated by the ANC unit 104 to the outside.

マイク信号補正部113は、参照マイク入力信号を、保持している補正フィルタで補正して出力する。   The microphone signal correction unit 113 corrects the reference microphone input signal using the held correction filter and outputs the corrected signal.

適応フィルタ部114は、補正された参照マイク入力信号と適応フィルタを用いて、制御振動信号を算出し出力する。   The adaptive filter unit 114 calculates and outputs a control vibration signal using the corrected reference microphone input signal and the adaptive filter.

2次経路フィルタ部115は、補正された参照マイク入力信号と計測した2次経路Pのインパルス応答から、濾波参照信号を算出して出力する。   The secondary path filter unit 115 calculates and outputs a filtered reference signal from the corrected reference microphone input signal and the measured impulse response of the secondary path P.

適応フィルタ係数更新部116は、濾波参照信号と振動センサ入力信号を用いて、適応アルゴリズム(例えば、LMSアルゴリズム)で適応フィルタのフィルタ係数を更新する。   The adaptive filter coefficient updating unit 116 updates the filter coefficient of the adaptive filter using an adaptive algorithm (for example, an LMS algorithm) using the filtered reference signal and the vibration sensor input signal.

(A−2)実施形態の動作
本発明の実施形態に係るANC装置100の騒音制御時の動作を詳細に説明する。
(A-2) Operation of Embodiment The operation of the ANC apparatus 100 according to the embodiment of the present invention at the time of noise control will be described in detail.

まず、音源Sが発生していないときに、ANC装置100は、2次経路Pのインパルス応答c~(k)を計測する。2次経路Pのインパルス応答c~(k)の計測方法は、種々の方法を広く適用することができ、例えば、図2に示すように、ANC部104に白色雑音を生成させる白色雑音生成部201を保持させ、白色雑音生成部201で白色雑音を生成し振動スピーカ109から白色雑音の振動を出力して、振動センサ105で受音し、2次経路用適応フィルタ係数更新部203で適応アルゴリズム(例えば、LMSアルゴリズムなど)を用いて2次経路用適応フィルタ部204のフィルタ係数を更新して、2次経路用誤差計算部202で計算された誤差が収束したとき2次経路用適応フィルタ部204のフィルタ係数を2次経路Pのインパルス応答c~(k)とする方法がある。また、2次経路Pのインパルス応答c~(k)の計測方法は、振動スピーカ109からインパルス信号を複数回出力して、振動センサ105で受音したインパルス応答の平均を2次経路Pのインパルス応答c~(k)とする計測方法でも良い。   First, when the sound source S is not generated, the ANC apparatus 100 measures the impulse responses c to (k) of the secondary path P. Various methods can be widely applied to the method of measuring the impulse response c to (k) of the secondary path P. For example, as shown in FIG. 2, a white noise generation unit that causes the ANC unit 104 to generate white noise 201, the white noise generation unit 201 generates white noise, the vibration speaker 109 outputs the vibration of the white noise, the vibration sensor 105 receives the sound, and the secondary path adaptive filter coefficient update unit 203 executes the adaptive algorithm. (For example, using an LMS algorithm) to update the filter coefficient of the secondary path adaptive filter unit 204, and when the error calculated by the secondary path error calculation unit 202 converges, the secondary path adaptive filter unit There is a method of setting the filter coefficient of 204 as the impulse response c 応 答 (k) of the secondary path P. Further, the method of measuring the impulse responses c to (k) of the secondary path P is such that an impulse signal is output from the vibration speaker 109 a plurality of times, and the average of the impulse responses received by the vibration sensor 105 is averaged. A measurement method that sets the response c to (k) may be used.

2次経路Pのインパルス応答c~(k)の計測が完了すると、ANC装置100は、計測した2次経路Pのインパルス応答c~(k)を2次経路フィルタ部115に保持する。   When the measurement of the impulse responses c to (k) of the secondary path P is completed, the ANC apparatus 100 stores the measured impulse responses c to (k) of the secondary path P in the secondary path filter unit 115.

部屋R1で音源Sが発生し始めると、壁Wの振動が発生し始め、部屋R2で騒音が発生し始める。また、ANC装置100も音源Sの発生開始とともに動作を開始する。   When the sound source S starts to be generated in the room R1, vibration of the wall W starts to be generated, and noise starts to be generated in the room R2. The ANC device 100 also starts operating when the sound source S starts to be generated.

部屋R1の音源Sの音が部屋R1内の空間を伝播し、参照マイク101の位置まで到達し、参照マイク101に入力される。   The sound of the sound source S in the room R1 propagates through the space in the room R1, reaches the position of the reference microphone 101, and is input to the reference microphone 101.

参照マイク101に入力された入力信号は、マイクアンプ102で増幅され、AD変換器103aでアナログ信号からデジタル信号に変換され、ANC部104の参照マイク入力端子110に参照マイク入力信号x(n)として入力される。   The input signal input to the reference microphone 101 is amplified by the microphone amplifier 102, converted from an analog signal to a digital signal by the AD converter 103 a, and is input to the reference microphone input terminal 110 of the ANC unit 104. Is entered as

一方、部屋R1の音源Sの音が部屋R1内の空間を伝播し、壁Wまで伝播すると、音が壁Wにぶつかることで、壁Wを振動させることにより振動が発生し、部屋R2に壁Wの振動による振動音が発生する。   On the other hand, when the sound of the sound source S in the room R1 propagates through the space in the room R1 and propagates to the wall W, the sound collides with the wall W, causing the wall W to vibrate, thereby generating vibration. Vibration sound is generated by the vibration of W.

振動センサ105は、壁Wが振動したことにより発生した振動音を検出する。   The vibration sensor 105 detects a vibration sound generated when the wall W vibrates.

振動センサ105で検出した振動音は、振動センサアンプ106で増幅され、AD変換器103bでアナログ信号からデジタル信号に変換され、ANC部104の振動センサ入力端子111に振動センサ入力信号e(n)として入力される。   The vibration sound detected by the vibration sensor 105 is amplified by the vibration sensor amplifier 106, converted from an analog signal to a digital signal by the AD converter 103 b, and input to the vibration sensor input terminal 111 of the ANC unit 104 by the vibration sensor input signal e (n). Is entered as

ANC装置100の動作が開始し始め、ANC部104の参照マイク入力端子110と振動センサ入力端子111に信号が入力され始めると、まず、ANC部104は補正フィルタh(k)の計算を行う。補正フィルタh(k)の算出方法は、種々の方法を広く適用することができ、例えば、図3に示すように、参照マイク入力信号と振動センサ入力信号を用いて、補正フィルタ用適応フィルタ係数更新部302で適応アルゴリズム(例えば、LMSアルゴリズムなど)を用いて補正フィルタ用適応フィルタ部303のフィルタ係数を更新して、補正フィルタ用誤差計算部301で計算された誤差が収束したときの補正フィルタ用適応フィルタ部303のフィルタ係数を補正フィルタh(k)とする方法がある。また、補正フィルタh(k)の計算方法は、音源Sが発生する前に参照マイクと振動センサを近接に設置して、スピーカが白色雑音を出力し、参照マイク入力信号と振動センサ入力信号を適応アルゴリズム(例えば、LMSアルゴリズムなど)で適応フィルタのフィルタ係数を更新して、誤差が収束したら適応フィルタのフィルタ係数を補正フィルタh(k)とする計算方法でも良い。   When the operation of the ANC apparatus 100 starts and signals start to be input to the reference microphone input terminal 110 and the vibration sensor input terminal 111 of the ANC unit 104, first, the ANC unit 104 calculates a correction filter h (k). Various methods can be widely applied to the calculation method of the correction filter h (k). For example, as shown in FIG. 3, an adaptive filter coefficient for a correction filter is calculated using a reference microphone input signal and a vibration sensor input signal. The update unit 302 updates the filter coefficient of the adaptive filter unit 303 for the correction filter using an adaptive algorithm (for example, an LMS algorithm), and the correction filter when the error calculated by the error calculation unit 301 for the correction filter converges. There is a method in which the filter coefficient of the adaptive filter unit 303 is used as a correction filter h (k). Further, the calculation method of the correction filter h (k) is that the reference microphone and the vibration sensor are installed close to each other before the sound source S is generated, the speaker outputs white noise, and the reference microphone input signal and the vibration sensor input signal are output. A calculation method may be used in which the filter coefficient of the adaptive filter is updated by an adaptive algorithm (for example, an LMS algorithm), and when the error converges, the filter coefficient of the adaptive filter is used as the correction filter h (k).

補正フィルタh(k)の算出が完了すると、ANC装置100は、算出した補正フィルタh(k)をマイク信号補正部113に保持する。   When the calculation of the correction filter h (k) is completed, the ANC apparatus 100 stores the calculated correction filter h (k) in the microphone signal correction unit 113.

補正フィルタh(k)の算出が完了すると、ANC装置100は、壁Wの振動を低減する制御振動信号の生成を開始する。   When the calculation of the correction filter h (k) is completed, the ANC apparatus 100 starts generating a control vibration signal for reducing the vibration of the wall W.

マイク信号補正部113は、参照マイク入力信号x(n)とマイク信号補正部113に保持されている補正フィルタh(k)から補正参照マイク信号x’(n)を(1)式を用いて算出する。

Figure 0006669011
The microphone signal correction unit 113 converts the corrected reference microphone signal x ′ (n) from the reference microphone input signal x (n) and the correction filter h (k) held in the microphone signal correction unit 113 using Expression (1). calculate.
Figure 0006669011

(1)式のFLENは、補正フィルタh(k)のフィルタ長である。(1)式は、参照マイク入力信号x(n)と補正フィルタh(k)を畳み込むことで、参照マイク入力信号の周波数特性を振動センサ入力信号の周波数特性に補正した補正参照マイク信号x’(n)を算出する式である。マイク信号補正部113は、補正参照マイク信号x’(n)を適応フィルタ部114と2次経路フィルタ部115に出力する。 FLEN h in equation (1) is the filter length of the correction filter h (k). Equation (1) is obtained by convolving the reference microphone input signal x (n) with the correction filter h (k), thereby correcting the frequency characteristic of the reference microphone input signal to the frequency characteristic of the vibration sensor input signal. This is an equation for calculating (n). The microphone signal correction unit 113 outputs the corrected reference microphone signal x '(n) to the adaptive filter unit 114 and the secondary path filter unit 115.

適応フィルタ部114は、補正参照マイク信号x’(n)と適応フィルタのフィルタ係数AF(n,k)から制御振動信号y(n)を(2)式を用いて算出する。

Figure 0006669011
The adaptive filter unit 114 calculates the control vibration signal y (n) from the corrected reference microphone signal x ′ (n) and the filter coefficient AF (n, k) of the adaptive filter using the equation (2).
Figure 0006669011

(2)式のFLENAFは、適応フィルタのフィルタ長である。(2)式は、補正参照マイク信号x’(n)と適応フィルタのフィルタ係数AF(n,k)を畳み込むことで、制御振動信号y(n)を算出するという式である。適応フィルタ部114は、算出した制御振動信号y(n)をANC部104の制御振動信号出力端子112に出力する。 FLEN AF in the equation (2) is the filter length of the adaptive filter. Equation (2) is an equation that calculates the control vibration signal y (n) by convolving the corrected reference microphone signal x ′ (n) and the filter coefficient AF (n, k) of the adaptive filter. The adaptive filter unit 114 outputs the calculated control vibration signal y (n) to the control vibration signal output terminal 112 of the ANC unit 104.

ANC部104の制御振動信号出力端子112から出力される制御振動信号y(n)は、DA変換器107でデジタル信号からアナログ信号に変換され、振動スピーカアンプ108で増幅されてから振動スピーカ109から出力される。   The control vibration signal y (n) output from the control vibration signal output terminal 112 of the ANC unit 104 is converted from a digital signal to an analog signal by the DA converter 107, amplified by the vibration speaker amplifier 108, and then transmitted from the vibration speaker 109. Is output.

制御振動信号y(n)は、音源Sの発生開始時は、適応フィルタ部114のフィルタ係数が収束していないため、振動を低減する信号でなく、壁Wの振動による振動音を低減できないが、適応フィルタのフィルタ係数が収束すると、壁Wの振動を低減する信号になり、部屋R2に聞こえる壁Wの振動による振動音を低減させる。   At the start of generation of the sound source S, the control vibration signal y (n) is not a signal for reducing the vibration, but cannot reduce the vibration sound due to the vibration of the wall W because the filter coefficient of the adaptive filter unit 114 is not converged. When the filter coefficient of the adaptive filter converges, a signal for reducing the vibration of the wall W is generated, and the vibration sound due to the vibration of the wall W that can be heard in the room R2 is reduced.

一方、2次経路フィルタ部115は、補正参照マイク信号x’(n)と計測した2次経路Pのインパルス応答c~(k)から、濾波参照信号r’(n)を(3)式を用いて算出する。

Figure 0006669011
On the other hand, the secondary path filter unit 115 converts the filtered reference signal r ′ (n) into the equation (3) from the corrected reference microphone signal x ′ (n) and the measured impulse response c '(k) of the secondary path P. Calculate using
Figure 0006669011

(3)式のFLENc~は、計測した2次経路Pのインパルス応答c~(k)のフィルタ長である。(3)式は、補正参照マイク信号x’(n)と計測した2次経路Pのインパルス応答c~(k)を畳み込むことで濾波参照信号r’(n)を算出する式である。2次経路フィルタ部115は、濾波参照信号r’(n)を適応フィルタ係数更新部116に出力する。 FLEN c ~ in the expression (3) is the measured filter length of the impulse response c ~ (k) of the secondary path P. Equation (3) is an equation for calculating a filtered reference signal r ′ (n) by convolving the corrected reference microphone signal x ′ (n) with the measured impulse response c ~ (k) of the secondary path P. Secondary path filter section 115 outputs filtered reference signal r ′ (n) to adaptive filter coefficient update section 116.

適応フィルタ係数更新部116は、濾波参照信号r’(n)と振動センサ入力信号e(n)を用いて、適応フィルタの更新アルゴリズムでフィルタ係数AF(n,k)を更新する。この実施形態では、以下の(4)式に示すように適応フィルタの更新アルゴリズムはLMSアルゴリズムを用いて適応フィルタのフィルタ係数AF(n,k)を更新する。

Figure 0006669011
The adaptive filter coefficient updating unit 116 updates the filter coefficient AF (n, k) by using an adaptive filter updating algorithm using the filtered reference signal r ′ (n) and the vibration sensor input signal e (n). In this embodiment, as shown in the following equation (4), the adaptive filter updating algorithm updates the filter coefficient AF (n, k) of the adaptive filter using the LMS algorithm.
Figure 0006669011

(4)式のμは、適応フィルタ係数更新のステップサイズである。なお、適応フィルタのフィルタ係数AF(n,k)の更新アルゴリズムは、種々の方法を広く適用することができるが、例えば、(5)式の学習同定法(Normalized LMS)などで適応フィルタのフィルタ係数AF(n,k)を更新しても良い。

Figure 0006669011
Μ in the equation (4) is a step size for updating the adaptive filter coefficient. Various methods can be widely applied to the algorithm for updating the filter coefficient AF (n, k) of the adaptive filter. For example, the filter of the adaptive filter can be applied by a learning identification method (Normalized LMS) of the equation (5). The coefficient AF (n, k) may be updated.
Figure 0006669011

(A−3)実施形態の効果
以上のように、この実施形態によれば、ANC装置100は、音声によって発生した境界面の振動でも、音声をマイクで受音し、マイク入力信号の周波数特性を境界面に設置している振動センサ入力信号の周波数特性に補正することで、適応フィルタのフィルタ係数の更新が適切に行われ、境界面の振動を低減することができる。
(A-3) Effects of the Embodiment As described above, according to the embodiment, the ANC apparatus 100 receives the sound with the microphone even if the boundary surface vibration is generated by the sound, and the frequency characteristic of the microphone input signal. Is corrected to the frequency characteristic of the vibration sensor input signal provided on the boundary surface, the filter coefficient of the adaptive filter is appropriately updated, and the vibration on the boundary surface can be reduced.

(B)他の実施形態
上述した実施形態においても、種々の変形実施形態を説明したが、本発明は以下の変形実施形態についても適用することができる。
(B) Other Embodiments In the above-described embodiments, various modified embodiments have been described. However, the present invention can be applied to the following modified embodiments.

(B−1)上述した実施形態で説明したANC装置100は、振動センサを用いたが、振動を検出できる装置であれば、振動センサでなくても良い。   (B-1) The ANC device 100 described in the above embodiment uses a vibration sensor. However, the device may not be a vibration sensor as long as it can detect vibration.

(B−2)上述した各実施形態で説明したANC装置100は、振動スピーカを用いたが、振動を発生できる装置であれば、振動スピーカでなくても良い。   (B-2) Although the ANC device 100 described in each of the above embodiments uses a vibration speaker, the device may not be a vibration speaker as long as it can generate vibration.

100…ANC装置、101…参照マイク、102…マイクアンプ、103(103a、103b)…AD変換器、104…ANC部、105…振動センサ、106…振動センサアンプ、107…DA変換器、108…振動スピーカアンプ、109…振動スピーカ、110…参照マイク入力端子、111…振動センサ入力端子、112…制御振動信号出力端子、113…マイク信号補正部、114…適応フィルタ部、115…2次経路フィルタ部、116…適応フィルタ係数更新部、201…白色雑音生成部、202…2次経路用誤差計算部、203…2次経路用適応フィルタ係数更新部、204…2次経路用適応フィルタ部、301…補正フィルタ用誤差計算部、302…補正フィルタ用適応フィルタ係数更新部、303…補正フィルタ用適応フィルタ、R1…部屋1、R2…部屋2、W…壁、P…2次経路、S…音源。
100: ANC device, 101: Reference microphone, 102: Microphone amplifier, 103 (103a, 103b): AD converter, 104: ANC unit, 105: Vibration sensor, 106: Vibration sensor amplifier, 107: DA converter, 108: Vibration speaker amplifier 109 109 Vibration speaker 110 Reference microphone input terminal 111 Vibration sensor input terminal 112 Control vibration signal output terminal 113 Microphone signal correction unit 114 Adaptive filter unit 115 Secondary path filter Unit, 116: adaptive filter coefficient update unit, 201: white noise generation unit, 202: error calculation unit for secondary path, 203: adaptive filter coefficient update unit for secondary path, 204: adaptive filter unit for secondary path, 301 ... Error calculator for correction filter 302, adaptive filter coefficient updater for correction filter 303, for correction filter Adaptive filter, R1 ... room 1, R2 ... room 2, W ... wall, P ... 2 primary route, S ... sound source.

Claims (4)

マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御装置において、
マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正するマイク入力信号補正部と、
上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部と
を有することを特徴とする能動騒音制御装置。
In an active noise control device that calculates a control vibration signal that reduces vibration output from a vibration speaker using an input signal of a microphone and an input signal of a vibration sensor,
A microphone input signal correction unit for correcting the frequency characteristics of the input signal of the microphone to the frequency characteristics of the vibration sensor,
The control vibration signal is calculated using the microphone input signal corrected by the microphone input signal correction unit, the input signal of the vibration sensor, and the measured impulse response of the secondary path from the vibration speaker to the vibration sensor. And an adaptive filter unit for updating a filter coefficient of the adaptive filter.
当該能動騒音制御装置は、音が伝播する空間と、上記空間を分かつ境界面と、上記境界面を介して隣接する空間の内、上記音が伝播する空間側に設置され、
上記音が伝播する空間側に設置され、上記音を受音するマイクと、
上記音が伝播する空間側の上記境界面に設置され、上記音に起因する上記境界面の振動を検出する振動センサと、
上記境界面の振動を低減するための上記制御振動信号を出力する振動スピーカとをさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の能動騒音制御装置。
The active noise control device is installed on the space where the sound propagates, of the space where the sound propagates, the boundary surface that divides the space, and the space adjacent via the boundary surface,
A microphone installed on the space side where the sound propagates and receiving the sound;
A vibration sensor installed on the boundary surface on the space side where the sound propagates and detecting vibration of the boundary surface caused by the sound,
The active noise control device according to claim 1, further comprising: a vibration speaker that outputs the control vibration signal for reducing the vibration of the boundary surface.
マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御装置に搭載されるコンピュータを、
マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正するマイク入力信号補正部と、
上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する適応フィルタ部と
して機能させることを特徴とする能動騒音制御プログラム。
Using the input signal of the microphone and the input signal of the vibration sensor, a computer mounted on the active noise control device that calculates a control vibration signal that reduces vibration output from the vibration speaker,
A microphone input signal correction unit for correcting the frequency characteristics of the input signal of the microphone to the frequency characteristics of the vibration sensor,
The control vibration signal is calculated using the microphone input signal corrected by the microphone input signal correction unit, the input signal of the vibration sensor, and the measured impulse response of the secondary path from the vibration speaker to the vibration sensor. An active noise control program characterized by functioning as an adaptive filter section for updating a filter coefficient of an adaptive filter.
マイクの入力信号及び振動センサの入力信号を用いて、振動スピーカから出力される振動を低減する制御振動信号を算出する能動騒音制御方法において、
補正するマイク入力信号補正部及び適応フィルタ部を有し、
上記マイク入力信号補正部は、マイクの入力信号の周波数特性を振動センサの周波数特性に補正し、
上記適応フィルタ部は、上記マイク入力信号補正部で補正されたマイクの入力信号と、振動センサの入力信号と、計測した振動スピーカから振動センサに至る2次経路のインパルス応答とを用いて、上記制御振動信号を算出し、適応フィルタのフィルタ係数を更新する
ことを特徴とする能動騒音制御方法。
In an active noise control method for calculating a control vibration signal for reducing vibration output from a vibration speaker using an input signal of a microphone and an input signal of a vibration sensor,
It has a microphone input signal correction unit and an adaptive filter unit to correct,
The microphone input signal correction unit corrects the frequency characteristics of the microphone input signal to the frequency characteristics of the vibration sensor,
The adaptive filter unit uses the microphone input signal corrected by the microphone input signal correction unit, the input signal of the vibration sensor, and the measured impulse response of the secondary path from the vibration speaker to the vibration sensor, An active noise control method comprising calculating a control vibration signal and updating a filter coefficient of an adaptive filter.
JP2016167138A 2016-08-29 2016-08-29 Active noise control device, active noise control program, and active noise control method Active JP6669011B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016167138A JP6669011B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Active noise control device, active noise control program, and active noise control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016167138A JP6669011B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Active noise control device, active noise control program, and active noise control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018036327A JP2018036327A (en) 2018-03-08
JP6669011B2 true JP6669011B2 (en) 2020-03-18

Family

ID=61567424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016167138A Active JP6669011B2 (en) 2016-08-29 2016-08-29 Active noise control device, active noise control program, and active noise control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6669011B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7196623B2 (en) * 2019-01-17 2022-12-27 日本電気株式会社 Door-to-door receiver and emergency call method
US20230222998A1 (en) * 2020-06-16 2023-07-13 Sony Group Corporation Information processing apparatus, information processing method, and program
US20230230568A1 (en) * 2020-06-19 2023-07-20 Sony Group Corporation Information processing apparatus, information processing method, and program
CN111565088B (en) * 2020-07-15 2020-10-16 腾讯科技(深圳)有限公司 Interference method of sensor signal in terminal equipment and related device
WO2024047691A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-07 日本電信電話株式会社 Active noise control method, active noise control device, and program

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05143084A (en) * 1991-11-25 1993-06-11 Matsushita Electric Works Ltd Sound insulation panel
JPH06149272A (en) * 1992-11-13 1994-05-27 Matsushita Electric Works Ltd Sound insulating panel
JP2000020073A (en) * 1998-07-02 2000-01-21 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Muffler device
JP2005077699A (en) * 2003-08-29 2005-03-24 Sony Corp Active silencer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018036327A (en) 2018-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6669011B2 (en) Active noise control device, active noise control program, and active noise control method
JP6343970B2 (en) Signal processing device, program, range hood device
US10240812B2 (en) Signal processing device, program, range hood device, and selection method for frequency bins in signal processing device
JP6543336B2 (en) Signal processing apparatus, signal processing method, program, range hood apparatus
JP6384784B2 (en) Signal processing device, program, range hood device
JP2017161633A (en) Active noise control device, active noise control program, and active noise control method
JP2016061868A (en) Noise suppression device, noise suppression method and program
CN105356861A (en) Active noise-reduction method and system
JP2011123330A (en) Device and method for controlling active noise
JP6555014B2 (en) Active noise control device, active noise control program, and active noise control method
CN113286216B (en) Audio system and audio method
JP5297657B2 (en) Active silencer system
JP6116300B2 (en) Active silencer system
JP5641726B2 (en) Active vibration noise control device
JP5101351B2 (en) Sound field space control system
JPH0574835B2 (en)
JPH06318083A (en) Active muffler device
JP2014235240A (en) Active noise controller
JP2014174348A (en) Silencer and silencing method
JPH0635482A (en) Method and device for active noise elimination
JP3316259B2 (en) Active silencer
JPH0732947A (en) Active type noise control device
JP4492409B2 (en) Howling canceller
JP2008040410A (en) Active type noise reducing device
JP2791510B2 (en) Active silencer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190515

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6669011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150