JPH06266374A - 騒音キャンセル方式 - Google Patents
騒音キャンセル方式Info
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- JPH06266374A JPH06266374A JP5057020A JP5702093A JPH06266374A JP H06266374 A JPH06266374 A JP H06266374A JP 5057020 A JP5057020 A JP 5057020A JP 5702093 A JP5702093 A JP 5702093A JP H06266374 A JPH06266374 A JP H06266374A
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- JP
- Japan
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- noise
- signal
- sound
- canceling
- band
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 適応フィルタのタップ数を少なくしてもロー
ドノイズ等の広帯域ノイズを効果的にキャンセルする。 【構成】 参照信号発生部３２よりロードノイズ等の広
帯域ノイズに応じた参照信号ｘnを発生し、バンドパス
フィルタＢＰＦa〜ＢＰＦnより該参照信号を複数の帯域
に分割し、騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎで各帯
域の参照信号ｘna〜ｘnnを用いて帯域毎に独立に騒音キ
ャンセル処理を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号ｙna
〜ｙnnを発生し、該騒音キャンセル信号を加算器３４で
合成してスピーカ１７に入力してキャンセル音Ｓcを出
力する。
ドノイズ等の広帯域ノイズを効果的にキャンセルする。 【構成】 参照信号発生部３２よりロードノイズ等の広
帯域ノイズに応じた参照信号ｘnを発生し、バンドパス
フィルタＢＰＦa〜ＢＰＦnより該参照信号を複数の帯域
に分割し、騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎで各帯
域の参照信号ｘna〜ｘnnを用いて帯域毎に独立に騒音キ
ャンセル処理を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号ｙna
〜ｙnnを発生し、該騒音キャンセル信号を加算器３４で
合成してスピーカ１７に入力してキャンセル音Ｓcを出
力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は騒音キャンセル方式に係
わり、特に、ロードノイズ等の広い帯域を有する騒音を
キャンセルする騒音キャンセル方式に関する。
わり、特に、ロードノイズ等の広い帯域を有する騒音を
キャンセルする騒音キャンセル方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】騒音対策としては、従来より吸音材を用
いる方法（パッシブ制御）が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
（アクティブ制御）が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
いる方法（パッシブ制御）が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
（アクティブ制御）が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
【０００３】図２はエンジン音をキャンセルする従来の
騒音キャンセル装置の構成図である。１１は騒音源であ
るエンジン、１２はエンジン回転数Ｒを検出する回転数
センサ、１３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数を有す
る一定振幅の正弦波信号を参照信号ｘnとして発生する
参照信号発生部である。騒音源がエンジンの場合、エン
ジン回転により発生するノイズは周期性を有し、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、４気筒エン
ジンの場合、車室内に発生する周期性ノイズはエンジン
回転数の２次高調波が支配的であり、回転数が６００ｒ
ｐｍ（１０ｒｐｓ）の時、車室内に発生するノイズの周
波数は２０Ｈｚ、回転数が６０００ｒｐｍ（１００ｒｐ
ｓ）の時、車室内に発生するノイズの周波数は２００Ｈ
ｚである。参照信号発生部１３は、２次高調波の正弦波
データをＲＯＭに記憶しておき、そのデータを必要に応
じて読み出して出力することにより参照信号ｘnを生成
する。尚、このデータの読み出し／出力タイミングはエ
ンジン回転数Ｒに応じてコントロールされ、これにより
エンジン回転数Ｒに応じて発生する周期性ノイズの周波
数を有する参照信号が出力されるようになっている。
騒音キャンセル装置の構成図である。１１は騒音源であ
るエンジン、１２はエンジン回転数Ｒを検出する回転数
センサ、１３はエンジン回転数Ｒに応じた周波数を有す
る一定振幅の正弦波信号を参照信号ｘnとして発生する
参照信号発生部である。騒音源がエンジンの場合、エン
ジン回転により発生するノイズは周期性を有し、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、４気筒エン
ジンの場合、車室内に発生する周期性ノイズはエンジン
回転数の２次高調波が支配的であり、回転数が６００ｒ
ｐｍ（１０ｒｐｓ）の時、車室内に発生するノイズの周
波数は２０Ｈｚ、回転数が６０００ｒｐｍ（１００ｒｐ
ｓ）の時、車室内に発生するノイズの周波数は２００Ｈ
ｚである。参照信号発生部１３は、２次高調波の正弦波
データをＲＯＭに記憶しておき、そのデータを必要に応
じて読み出して出力することにより参照信号ｘnを生成
する。尚、このデータの読み出し／出力タイミングはエ
ンジン回転数Ｒに応じてコントロールされ、これにより
エンジン回転数Ｒに応じて発生する周期性ノイズの周波
数を有する参照信号が出力されるようになっている。
【０００４】１４は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ｘnを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号ｙnを出力する。騒音キャン
セルコントローラ１４は、適応信号処理部１４ａと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂと、参照信号
ｘnにスピーカから騒音キャンセル点までのキャンセル
音伝搬系の伝搬特性（伝達関数）を畳み込んでフィルタ
ードＸ信号（信号処理用参照信号）ｒnを作成するフィ
ルタードＸ信号作成用フィルタ１４ｃを有している。１
５は適応フィルタ出力（騒音キャンセル信号ｙn）をア
ナログの騒音キャンセル信号に変換するＤＡコンバー
タ、１６は騒音キャンセル信号を増幅するパワ−アン
プ、１７は騒音キャンセル音Ｓcを放射するキャンセル
スピ−カ、１８は騒音キャンセル点に配置され、騒音Ｓ
nとキャンセル音Ｓcの合成音を検出し、合成音信号をエ
ラ−信号ｅnとして出力するエラ−マイク、１９はエラ
ー信号ｅnを増幅するアンプ、２０は周期性ノイズの帯
域外の騒音信号を除去するローパスフィルタ、２１はロ
ーパスフィルタ出力をデジタルに変換するＡＤコンバー
タである。
り、参照信号発生部１３から発生する参照信号ｘnを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置（観測点
であり例えば運転者の耳元近傍）における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号ｙnを出力する。騒音キャン
セルコントローラ１４は、適応信号処理部１４ａと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ１４ｂと、参照信号
ｘnにスピーカから騒音キャンセル点までのキャンセル
音伝搬系の伝搬特性（伝達関数）を畳み込んでフィルタ
ードＸ信号（信号処理用参照信号）ｒnを作成するフィ
ルタードＸ信号作成用フィルタ１４ｃを有している。１
５は適応フィルタ出力（騒音キャンセル信号ｙn）をア
ナログの騒音キャンセル信号に変換するＤＡコンバー
タ、１６は騒音キャンセル信号を増幅するパワ−アン
プ、１７は騒音キャンセル音Ｓcを放射するキャンセル
スピ−カ、１８は騒音キャンセル点に配置され、騒音Ｓ
nとキャンセル音Ｓcの合成音を検出し、合成音信号をエ
ラ−信号ｅnとして出力するエラ−マイク、１９はエラ
ー信号ｅnを増幅するアンプ、２０は周期性ノイズの帯
域外の騒音信号を除去するローパスフィルタ、２１はロ
ーパスフィルタ出力をデジタルに変換するＡＤコンバー
タである。
【０００５】適応信号処理部１４ａは騒音キャンセル点
におけるエラー信号ｅnとフィルタ１４ｃを介して入力
される信号処理用参照信号(フィルタードＸ信号)ｒnを
入力され、これら信号を用いて騒音キャンセル点におけ
る騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適
応フィルタ１４ｂの係数を決定する。例えば適応信号処
理部１４ａは周知のフィルタードＸ ＬＭＳ(Least Mean
Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク１８
から入力されたエラ−信号ｅnが最小となるように適応
フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１４ｂ
は適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従って
参照信号ｘnにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャ
ンセル信号ｙnを出力し、騒音をキャンセルする。尚、
参照信号ｘnは、消去したい騒音Ｓnと相関の高い信号で
なくてはならず、参照信号と相関のない音は消去されな
い。
におけるエラー信号ｅnとフィルタ１４ｃを介して入力
される信号処理用参照信号(フィルタードＸ信号)ｒnを
入力され、これら信号を用いて騒音キャンセル点におけ
る騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適
応フィルタ１４ｂの係数を決定する。例えば適応信号処
理部１４ａは周知のフィルタードＸ ＬＭＳ(Least Mean
Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク１８
から入力されたエラ−信号ｅnが最小となるように適応
フィルタ１４ｂの係数を決定する。適応フィルタ１４ｂ
は適応信号処理部１４ａにより決定された係数に従って
参照信号ｘnにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャ
ンセル信号ｙnを出力し、騒音をキャンセルする。尚、
参照信号ｘnは、消去したい騒音Ｓnと相関の高い信号で
なくてはならず、参照信号と相関のない音は消去されな
い。
【０００６】適応フィルタ１４ｂは図３に示すように、
ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信
号を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ，Ｄ
Ｌ・・・と、各遅延要素出力に係数ｗ1(n)，ｗ2(n)，ｗ
3(n)・・・ｗN(n)を乗算する乗算部ＭＬ，ＭＬ，・・・
と、各乗算部出力を順次加算する加算部ＡＤ，ＡＤ・・
・で実現される。すなわち、現時刻ｎ・Ｔsにおける参
照信号をｘn、その時の各乗算機の係数をｗ1(n)，ｗ
2(n)，ｗ3(n)・・・ｗN(n)、出力(騒音キャンセル信号)
をｙnとすれば、適応フィルタ１４ｂは次式
ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信
号を順次１サンプリング時間遅延する遅延要素ＤＬ，Ｄ
Ｌ・・・と、各遅延要素出力に係数ｗ1(n)，ｗ2(n)，ｗ
3(n)・・・ｗN(n)を乗算する乗算部ＭＬ，ＭＬ，・・・
と、各乗算部出力を順次加算する加算部ＡＤ，ＡＤ・・
・で実現される。すなわち、現時刻ｎ・Ｔsにおける参
照信号をｘn、その時の各乗算機の係数をｗ1(n)，ｗ
2(n)，ｗ3(n)・・・ｗN(n)、出力(騒音キャンセル信号)
をｙnとすれば、適応フィルタ１４ｂは次式
【０００７】
【数１】 の演算を実行し、騒音キャンセル信号ｙnを出力する。
【０００８】フィルタードＸ信号作成用フィルタ１４ｃ
は図４に示すように、ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成
され、例えば、入力信号を順次１サンプリング時間遅延
する遅延要素ＤＬ，ＤＬ・・・と、各遅延要素出力に係
数c1，c2，c3・・・cMを乗算する乗算部ＭＬ，ＭＬ，・
・・と、各乗算部出力を順次加算する加算部ＡＤ，ＡＤ
・・・で実現される。係数c1，c2，c3・・・cMは二次音
伝搬系（スピーカから観測点までの系）の伝搬特性を模
擬するように決定されている。時刻ｎ・Ｔsにおける参
照信号をｘn、出力(フィルタードX信号)をｒ(n)とすれ
ば、フィルタ１４cは次式
は図４に示すように、ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成
され、例えば、入力信号を順次１サンプリング時間遅延
する遅延要素ＤＬ，ＤＬ・・・と、各遅延要素出力に係
数c1，c2，c3・・・cMを乗算する乗算部ＭＬ，ＭＬ，・
・・と、各乗算部出力を順次加算する加算部ＡＤ，ＡＤ
・・・で実現される。係数c1，c2，c3・・・cMは二次音
伝搬系（スピーカから観測点までの系）の伝搬特性を模
擬するように決定されている。時刻ｎ・Ｔsにおける参
照信号をｘn、出力(フィルタードX信号)をｒ(n)とすれ
ば、フィルタ１４cは次式
【０００９】
【数２】 の演算を実行してフィルタードX信号ｒ(n)を出力する。
【００１０】適応信号処理部１４ａは、１サンプリング
時刻Ｔs後の次の時刻(ｎ+1)・Ｔsにおける適応フィルタ
１４ｂの係数ｗ1(n+1)，ｗ2(n+1)，ｗ3(n+1)・・・ｗ
N(n+1)を、現時刻ｎ・Ｔにおける係数とエラー信号ｅn
とフィルタードX信号ｒnを用いて次式（係数更新式）に
より決定する。
時刻Ｔs後の次の時刻(ｎ+1)・Ｔsにおける適応フィルタ
１４ｂの係数ｗ1(n+1)，ｗ2(n+1)，ｗ3(n+1)・・・ｗ
N(n+1)を、現時刻ｎ・Ｔにおける係数とエラー信号ｅn
とフィルタードX信号ｒnを用いて次式（係数更新式）に
より決定する。
【００１１】
【数３】
【００１２】ただし、ｊ番目のフィルタ係数更新式は ｗj(n+1)＝ｗj(n)＋μ・ｒ(n-j+1)・ｅn (4) で与えられる。(3)式において、(n)は現サンプリング時
刻の値、(n+1)は１サンプリング時刻後の値、(n-1)は１
サンプリング時刻前の値、(n-2)は２サンプリング時刻
前の値、・・・を意味している。又、μは適応フィルタの
係数を更新するステップを決める１以下の定数（ステッ
プサイズパラメータ）であり、騒音キャンセルシステム
に応じて適当な値に設定される。以上は、フィルタード
Ｘ ＬＭＳ適応アルゴリズムにより適応信号処理した場
合であるが、フィルタードＸ信号を使用しないＬＭＳ適
応アルゴリズムによる場合には、(3)式は、
刻の値、(n+1)は１サンプリング時刻後の値、(n-1)は１
サンプリング時刻前の値、(n-2)は２サンプリング時刻
前の値、・・・を意味している。又、μは適応フィルタの
係数を更新するステップを決める１以下の定数（ステッ
プサイズパラメータ）であり、騒音キャンセルシステム
に応じて適当な値に設定される。以上は、フィルタード
Ｘ ＬＭＳ適応アルゴリズムにより適応信号処理した場
合であるが、フィルタードＸ信号を使用しないＬＭＳ適
応アルゴリズムによる場合には、(3)式は、
【００１３】
【数４】
【００１４】となり、ｊ番目のフィルタ係数更新式は ｗj(n+1)＝ｗj(n)＋μ・ｘ(n-j+1)・ｅn (4a) で与えられる。フィルタードＸ ＬＭＳ適応アルゴリズ
ムによる騒音キャンセルにおいては、上記(1)〜(3)式の
演算を１サンプリング時間内に行って、騒音キャンセル
信号ｙnを出力する。又、ＬＭＳ適応アルゴリズムによ
る場合には、(1),(3a)式の演算を１サンプリング時間内
に行って、騒音キャンセル信号ｙnを出力する。
ムによる騒音キャンセルにおいては、上記(1)〜(3)式の
演算を１サンプリング時間内に行って、騒音キャンセル
信号ｙnを出力する。又、ＬＭＳ適応アルゴリズムによ
る場合には、(1),(3a)式の演算を１サンプリング時間内
に行って、騒音キャンセル信号ｙnを出力する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上はエンジン回転数
の高調波成分、例えば２次高調波成分をキャンセルする
場合であるが、自動車内ではエンジン音に加えてロード
ノイズも発生する。ロードノイズは路面の凹凸によりタ
イヤ→サスペンション→サスペンション支持部の経路を
介して車体全体が振動し、車室内に伝搬することにより
発生する。かかるロードノイズはエンジン回転数の高調
波ノイズのように周期性を有さず、広い周波数帯域に略
一様に分布している。図５はある時刻におけるノイズ
(騒音)の周波数・音圧特性説明図であり、ＲＤＮはロー
ドノイズ、ＳＨＮはエンジン回転数の２次高調波成分、
ＦＨＮは４次高調波成分であり、ロードノイズＲＤＮは
広い周波数帯域に略一様に分布している。かかるロード
ノイズをキャンセルするために、は、適応フィルタ１４
ｂは一次音伝搬系の特性を広帯域にわたって模擬する必
要がある。そのため、遅延線の長さ、換言すれば、適応
フィルタのタップ長を長くする必要があり、一般に数百
〜数千タップ必要になってくる。
の高調波成分、例えば２次高調波成分をキャンセルする
場合であるが、自動車内ではエンジン音に加えてロード
ノイズも発生する。ロードノイズは路面の凹凸によりタ
イヤ→サスペンション→サスペンション支持部の経路を
介して車体全体が振動し、車室内に伝搬することにより
発生する。かかるロードノイズはエンジン回転数の高調
波ノイズのように周期性を有さず、広い周波数帯域に略
一様に分布している。図５はある時刻におけるノイズ
(騒音)の周波数・音圧特性説明図であり、ＲＤＮはロー
ドノイズ、ＳＨＮはエンジン回転数の２次高調波成分、
ＦＨＮは４次高調波成分であり、ロードノイズＲＤＮは
広い周波数帯域に略一様に分布している。かかるロード
ノイズをキャンセルするために、は、適応フィルタ１４
ｂは一次音伝搬系の特性を広帯域にわたって模擬する必
要がある。そのため、遅延線の長さ、換言すれば、適応
フィルタのタップ長を長くする必要があり、一般に数百
〜数千タップ必要になってくる。
【００１６】さて、適応フィルタは前述のように、低減
対象騒音と相関のある信号いわゆるコヒーレントな参照
信号ｒnを用い、その参照信号より適応フィルタの係数
更新を行って騒音キャンセル信号ｙnを生成する。適応
フィルタの特性をＡＤＦ、騒音源から騒音キャンセル点
までの騒音が伝搬する伝搬系(一次音伝搬系)の特性をＨ
(z)と表現すると、ＬＭＳアルゴリズムを用いた騒音キ
ャンセル装置において理想的な場合、騒音キャンセル信
号ｙnは ｙn＝ＡＤＦ・ｘn＝−Ｈ(z)・ｘn ・・(5) となる。上式より ＡＤＦ＝−Ｈ(z) となれば良好な騒音低減効果が得られ、ロードノイズ等
の広帯域ノイズの場合、適応フィルタのタップ長を数百
〜数千タップにすることにより−Ｈ(z)と同等な伝搬特
性を実現できる。
対象騒音と相関のある信号いわゆるコヒーレントな参照
信号ｒnを用い、その参照信号より適応フィルタの係数
更新を行って騒音キャンセル信号ｙnを生成する。適応
フィルタの特性をＡＤＦ、騒音源から騒音キャンセル点
までの騒音が伝搬する伝搬系(一次音伝搬系)の特性をＨ
(z)と表現すると、ＬＭＳアルゴリズムを用いた騒音キ
ャンセル装置において理想的な場合、騒音キャンセル信
号ｙnは ｙn＝ＡＤＦ・ｘn＝−Ｈ(z)・ｘn ・・(5) となる。上式より ＡＤＦ＝−Ｈ(z) となれば良好な騒音低減効果が得られ、ロードノイズ等
の広帯域ノイズの場合、適応フィルタのタップ長を数百
〜数千タップにすることにより−Ｈ(z)と同等な伝搬特
性を実現できる。
【００１７】ところで、サンプリング周波数をｆs＝5KH
z、適応フィルタのタップ数Ｊ＝1000タップとすると、
適応フィルタは−Ｈ(z)を実現するために、Ｊ／ｆs＝
０.２秒の時間を必要とする。ここでもし、コントロー
ラ内部の遅延が０であれば問題は起こらないが、一般に
コントローラには内部遅延（τc）が存在する。すなわ
ち、ＡＤコンバータからＤＳＰへのデータ転送時間やＤ
ＡコンバータからＤＳＰへのデータ転送時間などに起因
する内部遅延τcが存在する。従って、実際には、−Ｈ
(z)を実現するためには、０．２＋τc秒の時間がかかっ
てしまう。このため、現実の一次音伝搬系の伝搬遅延時
間をτとすると、 τ≧Ｊ／ｆs＋τc を満足するタップ長（＝(τ−τc)・ｆs）までが適応フ
ィルタとしての機能を満たすことになり、それ以上のタ
ップは適応制御において何の効果も生じない。例えば、
τ＝0.05＋τc秒とすれば、２５０タップまでが適応フ
ィルタとしての機能を果たし、２５１以上のタップは無
意味になる。換言すれば、従来の騒音キャンセル方式で
は、十分な長さの適応フィルタのタップ長が得られない
ことになり、ロードノイズ等の広帯域ノイズを十分にキ
ャンセルできない問題があった。以上から本発明の目的
は、適応フィルタの少ないタップ長でロードノイズ等の
広帯域ノイズを効果的にキャンセルできる騒音キャンセ
ル方式を提供することである。
z、適応フィルタのタップ数Ｊ＝1000タップとすると、
適応フィルタは−Ｈ(z)を実現するために、Ｊ／ｆs＝
０.２秒の時間を必要とする。ここでもし、コントロー
ラ内部の遅延が０であれば問題は起こらないが、一般に
コントローラには内部遅延（τc）が存在する。すなわ
ち、ＡＤコンバータからＤＳＰへのデータ転送時間やＤ
ＡコンバータからＤＳＰへのデータ転送時間などに起因
する内部遅延τcが存在する。従って、実際には、−Ｈ
(z)を実現するためには、０．２＋τc秒の時間がかかっ
てしまう。このため、現実の一次音伝搬系の伝搬遅延時
間をτとすると、 τ≧Ｊ／ｆs＋τc を満足するタップ長（＝(τ−τc)・ｆs）までが適応フ
ィルタとしての機能を満たすことになり、それ以上のタ
ップは適応制御において何の効果も生じない。例えば、
τ＝0.05＋τc秒とすれば、２５０タップまでが適応フ
ィルタとしての機能を果たし、２５１以上のタップは無
意味になる。換言すれば、従来の騒音キャンセル方式で
は、十分な長さの適応フィルタのタップ長が得られない
ことになり、ロードノイズ等の広帯域ノイズを十分にキ
ャンセルできない問題があった。以上から本発明の目的
は、適応フィルタの少ないタップ長でロードノイズ等の
広帯域ノイズを効果的にキャンセルできる騒音キャンセ
ル方式を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、参照信号を複数の帯域に分割する手段、各帯域の
参照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を
行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生する手段、該
騒音キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキャ
ンセル音を出力する手段により達成される。
れば、参照信号を複数の帯域に分割する手段、各帯域の
参照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を
行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生する手段、該
騒音キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキャ
ンセル音を出力する手段により達成される。
【００１９】
【作用】ロードノイズ等の広帯域ノイズに応じた参照信
号を発生し、該参照信号を複数の帯域に分割し、各帯域
の参照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理
を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音
キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキャンセ
ル音を出力する。このようにすれば、広帯域ノイズを狭
い帯域毎にキャンセルするため、各帯域における適応フ
ィルタのタップ数を少なくしても該帯域のノイズ成分を
十分にキャンセルでき、トータル的に広帯域ノイズを効
果的にキャンセルできる。
号を発生し、該参照信号を複数の帯域に分割し、各帯域
の参照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理
を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音
キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキャンセ
ル音を出力する。このようにすれば、広帯域ノイズを狭
い帯域毎にキャンセルするため、各帯域における適応フ
ィルタのタップ数を少なくしても該帯域のノイズ成分を
十分にキャンセルでき、トータル的に広帯域ノイズを効
果的にキャンセルできる。
【００２０】
【実施例】全体の構成 図１は本発明に係わる騒音キャンセル装置の構成図であ
り、従来装置と同一部分には同一符号を付している。３
１は広帯域ノイズであるロードノイズを発生する騒音源
であり、ロードノイズは騒音源より一次音伝搬系(騒音
伝搬系)を介して騒音キャンセル点に到る。３２はロー
ドノイズに応じた参照信号ｘnを発生する参照信号発生
部である。参照信号発生部３２の出力ｘnはロードノイ
ズをキャンセルする場合、該ロードノイズと相関を有す
る信号でなくてはならない。ロードノイズは路面の凹凸
によりタイヤ→サスペンション→サスペンション支持部
の経路を介して車体全体が振動し、車室内に伝搬するこ
とにより発生するから、サスペンション支持部に加速度
センサを取り付け、該加速度センサ出力をロードノイズ
キャンセル用の参照信号ｘnとする。
り、従来装置と同一部分には同一符号を付している。３
１は広帯域ノイズであるロードノイズを発生する騒音源
であり、ロードノイズは騒音源より一次音伝搬系(騒音
伝搬系)を介して騒音キャンセル点に到る。３２はロー
ドノイズに応じた参照信号ｘnを発生する参照信号発生
部である。参照信号発生部３２の出力ｘnはロードノイ
ズをキャンセルする場合、該ロードノイズと相関を有す
る信号でなくてはならない。ロードノイズは路面の凹凸
によりタイヤ→サスペンション→サスペンション支持部
の経路を介して車体全体が振動し、車室内に伝搬するこ
とにより発生するから、サスペンション支持部に加速度
センサを取り付け、該加速度センサ出力をロードノイズ
キャンセル用の参照信号ｘnとする。
【００２１】３３ａ，３３ｂ，・・３３ｎはロードノイ
ズを所定の帯域毎にキャンセルするために設けられたｎ
個の騒音キャンセル部であり、帯域毎にＬＭＳ適応アル
ゴリズムに従って騒音キャンセル処理するように構成さ
れている。各騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎは、
参照信号ｘnの所定帯域成分を通過させるバンドパスフ
ィルタＢＰＦ1〜ＢＰＦnと、適応信号処理部ＬＭＳa〜
ＬＭＳnと、適応フィルタＡＤＦa〜ＡＤＦnを備えてい
る。適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnはバンドパスフィ
ルタ出力ｘna〜ｘnnを入力されると共に、車室内の騒音
キャンセル位置における騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合
成音信号をエラ−信号ｅnとして入力され、(3a)式に基
づいてエラ−信号ｅnが最小となるように適応フィルタ
ＡＤＦa〜ＡＤＦnの係数を決定する。適応フィルタＡＤ
Ｆa〜ＡＤＦnは適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnにより
決定された係数に従ってバンドパスフィルタ出力(参照
信号)ｘna〜ｘnnにデジタルフィルタ処理を施して騒音
キャンセル信号ｙna〜ｙnnを出力する。
ズを所定の帯域毎にキャンセルするために設けられたｎ
個の騒音キャンセル部であり、帯域毎にＬＭＳ適応アル
ゴリズムに従って騒音キャンセル処理するように構成さ
れている。各騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎは、
参照信号ｘnの所定帯域成分を通過させるバンドパスフ
ィルタＢＰＦ1〜ＢＰＦnと、適応信号処理部ＬＭＳa〜
ＬＭＳnと、適応フィルタＡＤＦa〜ＡＤＦnを備えてい
る。適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnはバンドパスフィ
ルタ出力ｘna〜ｘnnを入力されると共に、車室内の騒音
キャンセル位置における騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの合
成音信号をエラ−信号ｅnとして入力され、(3a)式に基
づいてエラ−信号ｅnが最小となるように適応フィルタ
ＡＤＦa〜ＡＤＦnの係数を決定する。適応フィルタＡＤ
Ｆa〜ＡＤＦnは適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnにより
決定された係数に従ってバンドパスフィルタ出力(参照
信号)ｘna〜ｘnnにデジタルフィルタ処理を施して騒音
キャンセル信号ｙna〜ｙnnを出力する。
【００２２】３４は各騒音キャンセル処理部３３ａ〜３
３ｎから出力される各帯域の騒音キャンセル信号ｙna〜
ｙnnを合成してロードノイズをキャンセルするための騒
音キャンセル信号ｙnを出力する加算器である。１５は
騒音キャンセル信号ｙnをアナログの騒音キャンセル信
号に変換するＤＡコンバータ、１６は騒音キャンセル信
号を増幅するパワ−アンプ、１７は騒音キャンセル音Ｓ
cを放射するキャンセルスピ−カであり、スピーカから
出力されたキャンセル音は２次音伝搬系（キャンセル音
伝搬系）を介して騒音キャンセル点に到る。１８は騒音
キャンセル点に配置され、騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの
合成音を検出し、合成音信号をエラ−信号ｅnとして出
力するエラ−マイク、１９はエラー信号ｅnを増幅する
アンプ、２０はマイクアンプ出力をデジタルに変換する
ＡＤコンバータである。
３ｎから出力される各帯域の騒音キャンセル信号ｙna〜
ｙnnを合成してロードノイズをキャンセルするための騒
音キャンセル信号ｙnを出力する加算器である。１５は
騒音キャンセル信号ｙnをアナログの騒音キャンセル信
号に変換するＤＡコンバータ、１６は騒音キャンセル信
号を増幅するパワ−アンプ、１７は騒音キャンセル音Ｓ
cを放射するキャンセルスピ−カであり、スピーカから
出力されたキャンセル音は２次音伝搬系（キャンセル音
伝搬系）を介して騒音キャンセル点に到る。１８は騒音
キャンセル点に配置され、騒音Ｓnとキャンセル音Ｓcの
合成音を検出し、合成音信号をエラ−信号ｅnとして出
力するエラ−マイク、１９はエラー信号ｅnを増幅する
アンプ、２０はマイクアンプ出力をデジタルに変換する
ＡＤコンバータである。
【００２３】全体の動作 騒音源３１から発生したロードノイズは一次音伝搬系を
介して車室内の騒音キャンセル点に到り、キャンセルし
たい騒音Ｓnとなる。又、スピーカ１７より出力される
キャンセル音は二次音伝搬系を介して騒音キャンセル点
に到り、キャンセル音Ｓcとなる。参照信号発生部３２
はロードノイズに応じた広帯域の参照信号を発生して各
騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎに入力する。各騒
音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎのバンドパスフィル
タＢＰＦa〜ＢＰＦnは参照信号に含まれる所定の帯域成
分を通過させる。例えば、それぞれ、帯域ｆ0〜ｆa，ｆ
a〜ｆb，ｆb〜ｆc,・・・ｆn-1〜ｆnの参照信号成分ｘna〜
ｘnnを通過させる。各適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳn
はバンドパスフィルタ出力ｘna〜ｘnnを入力されると共
に、騒音キャンセル位置における騒音Ｓnとキャンセル
音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして入力され、(3
a)式に基づいてエラ−信号ｅnが最小となるように適応
フィルタＡＤＦa〜ＡＤＦnの係数を決定する。
介して車室内の騒音キャンセル点に到り、キャンセルし
たい騒音Ｓnとなる。又、スピーカ１７より出力される
キャンセル音は二次音伝搬系を介して騒音キャンセル点
に到り、キャンセル音Ｓcとなる。参照信号発生部３２
はロードノイズに応じた広帯域の参照信号を発生して各
騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎに入力する。各騒
音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎのバンドパスフィル
タＢＰＦa〜ＢＰＦnは参照信号に含まれる所定の帯域成
分を通過させる。例えば、それぞれ、帯域ｆ0〜ｆa，ｆ
a〜ｆb，ｆb〜ｆc,・・・ｆn-1〜ｆnの参照信号成分ｘna〜
ｘnnを通過させる。各適応信号処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳn
はバンドパスフィルタ出力ｘna〜ｘnnを入力されると共
に、騒音キャンセル位置における騒音Ｓnとキャンセル
音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして入力され、(3
a)式に基づいてエラ−信号ｅnが最小となるように適応
フィルタＡＤＦa〜ＡＤＦnの係数を決定する。
【００２４】適応フィルタＡＤＦa〜ＡＤＦnは適応信号
処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnにより決定された係数を用いて
(1)式により、バンドパスフィルタ出力(参照信号)ｘna
〜ｘnnにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャンセル
信号ｙna〜ｙnnを出力する。加算器３４は各騒音キャン
セル処理部３３ａ〜３３ｎから出力される各帯域の騒音
キャンセル信号ｙna〜ｙnnを合成してロードノイズをキ
ャンセルするための騒音キャンセル信号ｙnを出力し、
スピーカ１７より騒音キャンセル音を出力する。エラー
マイク１８は騒音キャンセル位置における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして検出
し、各騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎに入力し、
以後、上記騒音キャンセルの適応信号処理を繰り返す。
以上のように、広帯域ノイズを狭い帯域毎にキャンセル
するため、各帯域における適応フィルタのタップ数を少
なくしても該帯域のノイズ成分を十分にキャンセルで
き、トータル的に広帯域ノイズを効果的にキャンセルで
きる。
処理部ＬＭＳa〜ＬＭＳnにより決定された係数を用いて
(1)式により、バンドパスフィルタ出力(参照信号)ｘna
〜ｘnnにデジタルフィルタ処理を施して騒音キャンセル
信号ｙna〜ｙnnを出力する。加算器３４は各騒音キャン
セル処理部３３ａ〜３３ｎから出力される各帯域の騒音
キャンセル信号ｙna〜ｙnnを合成してロードノイズをキ
ャンセルするための騒音キャンセル信号ｙnを出力し、
スピーカ１７より騒音キャンセル音を出力する。エラー
マイク１８は騒音キャンセル位置における騒音Ｓnとキ
ャンセル音Ｓcの合成音信号をエラ−信号ｅnとして検出
し、各騒音キャンセル処理部３３ａ〜３３ｎに入力し、
以後、上記騒音キャンセルの適応信号処理を繰り返す。
以上のように、広帯域ノイズを狭い帯域毎にキャンセル
するため、各帯域における適応フィルタのタップ数を少
なくしても該帯域のノイズ成分を十分にキャンセルで
き、トータル的に広帯域ノイズを効果的にキャンセルで
きる。
【００２５】変形例 以上では、参照信号を複数の帯域に分割し、各帯域の参
照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を行
ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャ
ンセル信号を合成してスピーカに入力してキャンセル音
を出力するようにしたが、広帯域ノイズの周波数特性に
よっては幾つかの帯域において騒音キャンセル処理をし
ないように構成することができる。すなわち、図１の構
成において、バンドパスフィルタＢＰＦａ〜ＢＰＦｎの
うち、幾つかのゲインを０として広帯域ノイズをキャン
セルするようにもできる。又、以上では本発明をＬＭＳ
アルゴリズムに基づいて騒音をキャンセルする装置に適
用した場合について説明したが、本発明はかかる場合に
限らず、フィルタードＸ ＬＭＳアルゴリズム等に基づ
いて騒音をキャンセルする装置にも適用できるものであ
る。以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は
請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が
可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を行
ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャ
ンセル信号を合成してスピーカに入力してキャンセル音
を出力するようにしたが、広帯域ノイズの周波数特性に
よっては幾つかの帯域において騒音キャンセル処理をし
ないように構成することができる。すなわち、図１の構
成において、バンドパスフィルタＢＰＦａ〜ＢＰＦｎの
うち、幾つかのゲインを０として広帯域ノイズをキャン
セルするようにもできる。又、以上では本発明をＬＭＳ
アルゴリズムに基づいて騒音をキャンセルする装置に適
用した場合について説明したが、本発明はかかる場合に
限らず、フィルタードＸ ＬＭＳアルゴリズム等に基づ
いて騒音をキャンセルする装置にも適用できるものであ
る。以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は
請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が
可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００２６】
【発明の効果】以上本発明によれば、広帯域ノイズに応
じた参照信号を複数の帯域に分割し、各帯域の参照信号
を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を行ってそ
れぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャンセル
信号を合成してスピーカに入力してキャンセル音を出力
するように構成したから、各帯域における適応フィルタ
のタップ数を少なくしても該帯域のノイズ成分を十分に
キャンセルでき、トータル的に広帯域ノイズを効果的に
キャンセルすることができる。
じた参照信号を複数の帯域に分割し、各帯域の参照信号
を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセル処理を行ってそ
れぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャンセル
信号を合成してスピーカに入力してキャンセル音を出力
するように構成したから、各帯域における適応フィルタ
のタップ数を少なくしても該帯域のノイズ成分を十分に
キャンセルでき、トータル的に広帯域ノイズを効果的に
キャンセルすることができる。
【図１】本発明に係わる騒音キャンセル装置の構成図で
ある。
ある。
【図２】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図３】適応フィルタの構成図である。
【図４】フィルタードＸ信号作成用フィルタの構成図で
ある。
ある。
【図５】ノイズの周波数・音圧特性説明図である。
３１・・騒音源 ３２・・参照信号発生部 ３３ａ〜３３ｎ・・騒音キャンセル処理部 ＢＰＦa〜ＢＰＦn・・バンドパスフィルタ ＡＤＦa〜ＡＤＦn・・適応フィルタ ＬＭＳa〜ＬＭＳn・・適応信号処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 21/00 7037−5Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 騒音キャンセル点における騒音をキャン
セルするためにキャンセル音を出力するスピーカと、騒
音キャンセル点における騒音とキャンセル音との合成音
を検出するセンサと、合成音信号とキャンセルすべき騒
音に応じた参照信号とを用いて適応信号処理を行なって
適応フィルタの係数を決定し、参照信号を該適応フィル
タに入力して騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャ
ンセル信号をキャンセル音発生源に入力する騒音キャン
セルコントローラを備えた騒音キャンセル装置の騒音キ
ャンセル方式において、 参照信号を複数の帯域に分割し、 各帯域の参照信号を用いて帯域毎に独立に騒音キャンセ
ル処理を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、 該騒音キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキ
ャンセル音を出力することを特徴とする騒音キャンセル
方式。 - 【請求項２】 参照信号成分の内、特定の帯域のみ抽出
し、抽出した各々の帯域毎に独立して騒音キャンセル処
理を行ってそれぞれ騒音キャンセル信号を発生し、該騒
音キャンセル信号を合成してスピーカに入力してキャン
セル音を出力することを特徴とする請求項１記載の騒音
キャンセル方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057020A JPH06266374A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 騒音キャンセル方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057020A JPH06266374A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 騒音キャンセル方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06266374A true JPH06266374A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13043756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5057020A Pending JPH06266374A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 騒音キャンセル方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06266374A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139694A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Bridgestone Corp | 回転体の異常検知装置及び方法 |
| JP2009062023A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Honda Motor Co Ltd | 車両用能動型振動騒音制御装置 |
| JP2012209850A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | ノイズキャンセル装置 |
| JP2013103517A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
| JP2014153571A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hiroshima City Univ | アクティブノイズ制御装置およびその制御方法 |
| JP2015518312A (ja) * | 2012-03-30 | 2015-06-25 | アップル インコーポレイテッド | アクティブノイズキャンセル適応フィルタのためのプレシェーピング直列フィルタ |
| JP2015169915A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 公立大学法人広島市立大学 | アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 |
| JPWO2017217106A1 (ja) * | 2016-06-13 | 2019-04-18 | ソニー株式会社 | 音響処理装置、音響処理方法及びコンピュータプログラム |
| WO2023188794A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 能動騒音低減装置、及び、移動体装置 |
| EP4290515A1 (en) | 2022-06-07 | 2023-12-13 | Alps Alpine Co., Ltd. | Communication support system |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5057020A patent/JPH06266374A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007139694A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Bridgestone Corp | 回転体の異常検知装置及び方法 |
| JP2009062023A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Honda Motor Co Ltd | 車両用能動型振動騒音制御装置 |
| JP2012209850A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-10-25 | Murata Mfg Co Ltd | ノイズキャンセル装置 |
| JP2013103517A (ja) * | 2011-11-10 | 2013-05-30 | Honda Motor Co Ltd | 能動型振動騒音制御装置 |
| JP2015518312A (ja) * | 2012-03-30 | 2015-06-25 | アップル インコーポレイテッド | アクティブノイズキャンセル適応フィルタのためのプレシェーピング直列フィルタ |
| JP2014153571A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Hiroshima City Univ | アクティブノイズ制御装置およびその制御方法 |
| JP2015169915A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 公立大学法人広島市立大学 | アクティブノイズ制御装置およびアクティブノイズ制御方法 |
| JPWO2017217106A1 (ja) * | 2016-06-13 | 2019-04-18 | ソニー株式会社 | 音響処理装置、音響処理方法及びコンピュータプログラム |
| WO2023188794A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 能動騒音低減装置、及び、移動体装置 |
| EP4290515A1 (en) | 2022-06-07 | 2023-12-13 | Alps Alpine Co., Ltd. | Communication support system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030624 |