JPH0635486A - Noise cancellation system - Google Patents

Noise cancellation system

Info

Publication number
JPH0635486A
JPH0635486A JP4195220A JP19522092A JPH0635486A JP H0635486 A JPH0635486 A JP H0635486A JP 4195220 A JP4195220 A JP 4195220A JP 19522092 A JP19522092 A JP 19522092A JP H0635486 A JPH0635486 A JP H0635486A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
filter
signal
sound
digital filter
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.)
Granted
Application number
JP4195220A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3405743B2 (en
Inventor
Nozomi Saito
望 斉藤
Hisashi Sano
久 佐野
Hideji Sawada
秀司 沢田
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.)
Honda Motor Co Ltd
Alpine Electronics Inc
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Alpine Electronics Inc
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 Honda Motor Co Ltd, Alpine Electronics Inc filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP19522092A priority Critical patent/JP3405743B2/en
Publication of JPH0635486A publication Critical patent/JPH0635486A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3405743B2 publication Critical patent/JP3405743B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

PURPOSE:To constitute a incoherent systems as the secondary propagation system from an adaptive filter to each observation point and to improve the follow-up performance of noise cancellation. CONSTITUTION:An adaptive signal process part 21c determines the coefficient of the adaptive filter 21a by performing an adaptive signal process so as to cancel noises at respective observation points, and the adaptive filter 21a filters a reference signal inputted through a 2nd digital filter 21e according to the determined coefficient value to generate plural noise canceling signals and inputs the noise canceling signals to a speaker through a 1st digital filter 21d. The characteristics of the 1st digital filter 21d are so determined that the canceling sound propagation systems from the adaptive filter output terminal to the respective observation points do not interfere with one other, and the characteristics of the 2nd digital filter 21e are so determined that the total characteristics of the 2nd digital filter 21e, the adaptive filter 21a whose coefficient is set to an initial value, the 1st digital filter 21d, and the canceling sound propagation systems 23 are nearly equal to the opposite-sign characteristics of the propagation characteristics of a noise propagation system 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、特に自動車内の複数の位置(観測点)における騒
音をキャンセルして快適なオ−ディオ音声の受聴ができ
る騒音キャンセル方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a noise canceling system, and more particularly to a noise canceling system capable of canceling noises at a plurality of positions (observation points) in an automobile and listening to a comfortable audio sound.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art As a noise countermeasure, a method using a sound absorbing material (passive control) has been conventionally known. However, in the method using the sound absorbing material, it is troublesome to form a quiet area where noise is small, and there is a problem that the bass cannot be effectively eliminated. In particular, in order to prevent noise in the passenger compartment of an automobile, there is a problem that the weight of the automobile increases and the noise cannot be effectively eliminated. For this reason, a method (active control) of radiating a noise canceling sound having a phase opposite to that of the noise from the speaker to reduce the noise has been in the spotlight and is being put to practical use in a part of indoor space such as a factory or an office. Also, a method has been proposed in which noise is reduced by active control even in the passenger compartment of an automobile.

【0003】図13は従来の騒音キャンセルを実現する
装置の構成図であり、11は騒音源であるエンジン、1
2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SNとして発生する参照信号発生部
である。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SN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Er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Nc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、適応フィルタ出
力をアナログの騒音キャンセル信号Ncに変換するD/
Aコンバータ14cと、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(二次音伝搬系)の伝達関数
に基づいて作成したフィルタ14dと、アナログのエラ
ー信号をデジタル信号に変えるA/Dコンバータ14e
とを有している。15は騒音キャンセル信号Ncを増幅
するパワ−アンプ、16は騒音キャンセル音Scを放射
するキャンセルスピ−カ、17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Erとして出力するエラ−マイ
クである。
FIG. 13 is a block diagram of a conventional device for realizing noise cancellation, and 11 is an engine which is a noise source, and 1 is a noise source.
Reference numeral 2 is a rotation speed sensor that detects the engine rotation speed R, and 13 is a reference signal generation unit that generates a sine wave signal of a constant amplitude having a frequency according to the engine rotation speed R as a reference signal S N. Reference numeral 14 denotes a noise canceling controller, which receives the reference signal S N generated from the reference signal generating unit 13 and also receives the noise Sn and the canceling sound at the noise canceling position (observation point, for example, near the driver's ear) in the vehicle interior. The synthesized sound signal of Sc is input as the error signal Er,
Adaptive signal processing is performed so that the error signal is minimized, and a noise cancel signal Nc is output. The noise cancellation controller 14 includes an adaptive signal processing unit 14a, an adaptive filter 14b having a digital filter configuration, and D / which converts an adaptive filter output into an analog noise cancellation signal Nc.
An A converter 14c, a filter 14d created based on a transfer function of a cancellation sound propagation system (secondary sound propagation system) from a speaker to a noise cancellation point, and an A / D converter 14e that converts an analog error signal into a digital signal.
And have. Reference numeral 15 is a power amplifier for amplifying the noise canceling signal Nc, 16 is a canceling speaker for radiating the noise canceling sound Sc, 17 is arranged at a noise canceling point, and detects a synthesized sound of the noise Sn and the canceling sound Sc,
It is an error microphone that outputs a synthetic sound signal as an error signal Er.

【0004】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Erとフィルタ14dを介して入力
される騒音に応じた参照信号SN′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LMS(Least Mean Square)適応アルゴリズムに従っ
て、エラ−マイク17から入力されたエラ−信号Er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SNにデジタルフィル
タ処理を施してDAコンバータ14cより騒音キャンセ
ル信号NCを出力する。尚、参照信号SN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。エンジン11が回転す
ると、その回転数Rは回転数センサ12により検出さ
れ、参照信号発生部13はエンジン回転数Rに応じた周
波数の参照信号SN(図14(a)参照)を発生し、騒音キ
ャンセルコントローラ14に入力する。この時、エンジ
ン11から発生した周期性を有するエンジン音(周期性
ノイズ)は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一次
音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点に
至る。従って、該騒音キャンセル点における騒音(エン
ジン音)Snはレベルが若干弱まり、かつ遅延して図1
4(b)に示すようになる。
The adaptive signal processing unit 14a receives the error signal Er at the noise canceling point and the reference signal S N ′ corresponding to the noise inputted through the filter 14d, and cancels the noise at the noise canceling point using these signals. Adaptive filter 14b
Determine the coefficient of. For example, the adaptive signal processing unit 14a determines the coefficient of the adaptive filter 14b so that the error signal Er input from the error microphone 17 is minimized according to a well-known LMS (Least Mean Square) adaptive algorithm. The adaptive filter 14b digitally filters the reference signal S N according to the coefficient determined by the adaptive signal processor 14a, and outputs the noise cancel signal N C from the DA converter 14c. It should be noted that the reference signal S N must be a signal having a high correlation with the noise S n desired to be erased, and a sound having no correlation with the reference signal is not erased. When the engine 11 rotates, its rotational speed R is detected by the rotational speed sensor 12, and the reference signal generator 13 generates a reference signal S N (see FIG. 14 (a)) having a frequency corresponding to the engine rotational speed R, Input to the noise cancellation controller 14. At this time, a periodic engine sound (periodic noise) generated from the engine 11 propagates through the air having a noise propagation system (primary sound propagation system) having a predetermined transfer function and reaches a noise cancellation point. Therefore, the noise (engine sound) Sn at the noise canceling point is slightly weakened in level and delayed, as shown in FIG.
As shown in 4 (b).

【0005】最初、騒音キャンセルコントローラ14は
例えば参照信号SNと位相が逆の騒音キャンセル信号Nc
を出力し、キャンセルスピ−カ16より図14(c)に示
すキャンセル音Scを出力する。しかし、騒音Snのレベ
ルと位相がずれているため、キャンセル音Scにより騒
音はキャンセルされず、エラ−信号Erが発生する。騒
音キャンセルコントローラ14は該エラ−信号Erが最
小となるように適応信号処理を行って適応フィルタ14
bの係数を決定し、理想的な場合、最終的に図14(d)
に示すようにキャンセル音Scの位相を騒音Snの位相と
逆相にし、かつレベルを一致させ騒音をキャンセルす
る。
First, the noise canceling controller 14 has a noise canceling signal Nc whose phase is opposite to that of the reference signal S N , for example.
Then, the cancel speaker 16 outputs the cancel sound Sc shown in FIG. 14 (c). However, since the noise Sn is out of phase with the noise Sn, the noise is not canceled by the cancel sound Sc, and the error signal Er is generated. The noise canceling controller 14 performs adaptive signal processing so that the error signal Er becomes minimum, and the adaptive filter 14
The coefficient of b is determined, and finally, in the ideal case, FIG.
As shown in (1), the phase of the cancel sound Sc is made opposite to the phase of the noise Sn, and the levels are matched to cancel the noise.

【0006】以上は説明を簡単にするために、騒音源を
1個、キャンセル音発生源(スピーカ)を1個、騒音キ
ャンセル点(観測点)を1箇所とした例である。しか
し、実際には騒音源は複数存在し、又、騒音をキャンセ
ルしたい地点(観測点)も複数存在し、このため1つの
スピーカでは各観測点の騒音をキャンセルできず、スピ
ーカも複数存在する。図15は騒音源がK個、スピーカ
がM個、観測点がL箇所の場合における従来の騒音キャ
ンセル装置の構成図である。21は各観測点における騒
音をキャンセルするように動作する騒音キャンセルコン
トローラ、22は各騒音源(図示せず)から各観測点ま
で騒音が伝搬する系を表現した一次音仮想伝搬系(騒音
伝搬系)、23はスピーカ(図示せず)の特性を含め、
各スピーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する
系を表現する二次音伝搬系(キャンセル音伝搬系)、2
4は各観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成
部で、加算部241〜241′は第1観測点におけるマイ
クに相当し、加算部242〜242′は第2観測点におけ
るマイクに相当し、・・・加算部24L〜24L′は第L
観測点におけるマイクに相当する。dd1n〜ddLnは各観
測点におけるキャンセル対象でない外部雑音である。
In order to simplify the explanation, the above is an example in which one noise source, one canceling sound source (speaker), and one noise canceling point (observation point) are provided. However, in reality, there are a plurality of noise sources and a plurality of points (observation points) where noise is desired to be canceled. Therefore, one speaker cannot cancel noise at each observation point, and a plurality of speakers exist. FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional noise canceling device when there are K noise sources, M speakers, and L observation points. Reference numeral 21 is a noise canceling controller that operates to cancel noise at each observation point, and 22 is a primary sound virtual propagation system (noise propagation system) that represents a system in which noise propagates from each noise source (not shown) to each observation point. ), 23 includes the characteristics of the speaker (not shown),
Secondary sound propagation system (canceling sound propagation system) that expresses a system in which cancellation sound propagates from each speaker to each observation point, 2
Reference numeral 4 denotes a signal synthesizing unit expressing the function of the microphone at each observation point, the adding units 24 1 to 24 1 ′ correspond to the microphones at the first observation point, and the adding units 24 2 to 24 2 ′ at the second observation point. It corresponds to a microphone, and the adding units 24 L to 24 L ′ are the L-th
It corresponds to the microphone at the observation point. d d1n ~d dLn is an external noise is not a cancellation target in each observation point.

【0007】騒音キャンセルコントローラ21におい
て、21aは各騒音源から発生する騒音に応じた参照信
号xa1n〜xaKn(図示しない参照信号発生部から出力さ
れる)を入力され、騒音キャンセル信号ya1n〜yaMn
各スピーカに入力する多入力−多出力適応フィルタ(以
後単に適応フィルタと言う)、21bは二次音伝搬系2
3の伝達関数マトリックスの各要素(伝搬要素)を用い
て作成したフィルタードX信号作成用のフィルタであ
り、騒音源から発生する騒音に応じた参照信号xa1 n
aKnを入力されるもの、21cは各観測点における合
成音信号(エラー信号)e1n〜eLnとフィルタードX信
号作成用フィルタ21bから出力されるフィルタードX
信号r111n〜rLMKnを入力され、これら信号を用いて各
観測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21aの係数を決定する適応信
号処理部である。
[0007] In the noise cancellation controller 21, 21a are input to the reference signal x a1n ~x AKN corresponding to noise generated from the noise source (output from the reference signal generating unit (not shown)), the noise cancellation signals y a1n ~ A multi-input-multi-output adaptive filter (hereinafter simply referred to as an adaptive filter) for inputting yaMn into each speaker, 21b is a secondary sound propagation system 2
3 is a filter for creating a filtered X signal created by using each element (propagation element) of the transfer function matrix of 3 and a reference signal x a1 n
xaKn is input, 21c is the synthesized sound signals (error signals) e 1n to e Ln at each observation point and the filtered X output from the filtered X signal creation filter 21b.
It is input a signal r 111n ~r LMKn, an adaptive signal processing section for determining the coefficients of the adaptive filter 21a performs adaptive signal processing to cancel the noise at each observation point by using these signals.

【0008】図16は一次音仮想伝搬系22の説明図で
あり、図16(a)に示すようにK個の各騒音源NG1〜N
Kから発生する騒音は所定の周波数・位相特性を有する
一次音伝搬系22を伝搬して各観測点に設けたマイク
(MIC1〜MICL)に到達する。従って、第i番目の
騒音源NGiからの騒音が第j番目のマイクMICjに到
る伝搬系の伝達特性をHjiとすると、一次音仮想伝搬系
22は図16(b)に示すように表現され、その伝達関数
マトリックス(H)は以下のようになる。
FIG. 16 is an explanatory diagram of the primary sound virtual propagation system 22. As shown in FIG. 16 (a), each of K noise sources NG 1 to N is generated.
The noise generated from G K propagates through the primary sound propagation system 22 having a predetermined frequency / phase characteristic and is provided at each observation point by a microphone.
Reach (MIC 1 to MIC L ). Therefore, assuming that the transfer characteristic of the propagation system in which the noise from the i-th noise source NGi reaches the j-th microphone MIC j is H ji , the primary sound virtual propagation system 22 is as shown in FIG. 16 (b). Expressed, its transfer function matrix (H) is as follows.

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】伝達関数マトリックス(H)の各要素Hij
図17に示すFIR型デジタルフィルタによりモデル化
される。すなわち、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と、各遅延要素出力に係数h0
1,h2,・・・を乗算する乗算部MLと、各乗算部出
力を加算する加算部ADより成るデジタルフィルタでモ
デル化される。図18は二次音伝搬系23の説明図であ
り、図18(a)に示すように各スピーカSP1〜SPM
ら発生する騒音キャンセル音は所定の周波数・位相特性
を有する二次音伝搬系23を伝搬して各観測点に設けた
マイクMIC1〜MICLに到達する。従って、第i番目
の騒音キャンセル信号yainに基づくキャンセル音が第
j番目のマイクMICjに到る二次音伝搬系の伝達特性
をCjiとすると、二次音伝搬系23は図18(b)に示す
ように表現され、その伝達関数マトリックス(C)は以下
のようになる。
Each element H ij of the transfer function matrix (H) is modeled by the FIR type digital filter shown in FIG. That is, the delay element DL that sequentially delays the input signal by one sampling time and the coefficient h 0 ,
It is modeled by a digital filter including a multiplication unit ML that multiplies h 1 , h 2 , ... And an addition unit AD that adds the outputs of the multiplication units. FIG. 18 is an explanatory diagram of the secondary sound propagation system 23. As shown in FIG. 18 (a), the noise canceling sounds generated from the speakers SP 1 to SP M are secondary sound propagation having a predetermined frequency / phase characteristic. It propagates through the system 23 and reaches the microphones MIC 1 to MIC L provided at each observation point. Therefore, assuming that the transfer characteristic of the secondary sound propagating system in which the cancel sound based on the i-th noise cancel signal y ain reaches the j-th microphone MIC j is C ji , the secondary sound propagating system 23 is shown in FIG. It is expressed as shown in b), and its transfer function matrix (C) is as follows.

【0011】[0011]

【数2】 [Equation 2]

【0012】伝達関数マトリックス(C)の各要素は一次
音仮想伝搬系22の場合と同様に、図17に示すFIR
型デジタルフィルタによりモデル化される。すなわち、
入力信号を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素D
Lと、各遅延要素出力に係数c0,c1,c2,・・・を
乗算する乗算部MLと、各乗算部出力を加算する加算部
ADより成るデジタルフィルタでモデル化される。図1
9は二次音伝搬系23の伝達関数マトリックス(C)の各
要素Cijを用いて作成したフィルタードX信号作成用フ
ィルタ21bの構成図である。適応信号処理部21cは
参照信号xa1n〜xaKnと、各観測点における騒音とキャ
ンセル音との合成音信号e1n〜eLnとに基づいて適応信
号処理を実行して適応フィルタの係数を更新し、適応フ
ィルタ21aは参照信号xa1n〜xaKnを入力されて騒音
キャンセル信号ya1n〜yaMnを発生してスピーカに入力
し、各観測点の騒音をキャンセルする。ところで、適応
フィルタ21aから出力される騒音キャンセル信号y
a1n〜yaMnは観測点にそのまま到達するのでなく、二次
音伝搬系23の周波数・位相特性を付与されて到達す
る。このため、適応信号処理部21cは、参照信号x
a1n〜xaKnをそのまま使用せず、参照信号に二次音伝搬
系23の特性を付加した信号を用いるフィルタードX
LMS(MEFX LMS)アルゴリズムを採用し、より
高度な騒音キャンセル制御を行っている。すなわち、フ
ィルタードX LMSアルゴリズムでは、適応フィルタ
21aに入力される参照信号xa1n〜xaKnをフィルタ2
1bによりフィルタリングした信号r11In〜rLMKn(フ
ィルタードX信号)と各観測点における合成音信号とを
用いて適応フィルタ21aの係数更新を行う。
Each element of the transfer function matrix (C) has the FIR shown in FIG. 17, as in the case of the primary sound virtual propagation system 22.
Modeled by type digital filters. That is,
Delay element D for sequentially delaying the input signal by one sampling time
It is modeled by a digital filter including L, a multiplication unit ML that multiplies each delay element output by the coefficients c 0 , c 1 , c 2 , ..., And an addition unit AD that adds each multiplication unit output. Figure 1
9 is a block diagram of the filtered X signal producing filter 21b produced by using each element C ij of the transfer function matrix (C) of the secondary sound propagation system 23. Updating adaptive signal processing unit 21c and the reference signal x a1n ~x aKn, the coefficients of the adaptive filter by performing adaptive signal processing based on the synthesized speech signal e 1n to e Ln between noise and canceling sound at each observation point and the adaptive filter 21a is input to a speaker is inputted to the reference signal x a1n ~x AKN generate noise cancellation signals y a1n ~y aMn, to cancel the noise of each observation point. By the way, the noise cancellation signal y output from the adaptive filter 21a
a1n to yaMn do not reach the observation point as they are, but reach them with the frequency / phase characteristics of the secondary sound propagation system 23 added . Therefore, the adaptive signal processing unit 21c causes the reference signal x
Filtered X using a signal obtained by adding the characteristics of the secondary sound propagation system 23 to the reference signal without directly using a1n to x aKn
The LMS (MEFX LMS) algorithm is adopted to perform more advanced noise cancellation control. That, filtered-X In LMS algorithm, reference is input to the adaptive filter 21a signal x a1n ~x AKN filter 2
The coefficients of the adaptive filter 21a are updated using the signals r11In to rLMKn (filtered X signals) filtered by 1b and the synthesized sound signal at each observation point.

【0013】図19において、Cijは二次音伝搬系23
における伝達関数マトリックス(C)の各要素Cij(図
18参照)を実現するFIR型デジタルフィルタであ
る。フィルタードX信号作成用フィルタ21bは各参照
信号xa1n〜xaKnに全ての伝搬要素を作用させて(全て
の伝搬要素に対応するフィルタを通過させて)フィルタ
ードX信号r111n〜rLMKnを出力するようになってい
る。すなわち、参照信号x a1nに第1番目のスピーカか
ら全観測点までの伝搬要素C11〜CL1を作用させてフィ
ルタードX信号r111n〜rL11nを出力し、参照信号x
a1nに第2番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素
12〜CL2を作用させてフィルタードX信号r 121n〜r
L21nを出力し、・・・参照信号xa1nに第M番目のスピ
ーカから全観測点までの伝搬要素C1M〜CLMを作用させ
てフィルタードX信号r1M1n〜rLM1nを出力し、以下同
様に、参照信号xa2n〜xaKnに全ての伝搬要素を作用さ
せる。尚、 R11=(r111n,r211n,・・・rL11n) R21=(r121n,r221n,・・・rL21n) ・・・ RM1=(r1M1n,r2M1n,・・・rLM1n) ・・・ RMK=(r1MKn,r2MKn,・・・rLMKn) と表現する。
In FIG. 19, CijIs the secondary sound propagation system 23
Each element C of the transfer function matrix (C) atij(Figure
18) is an FIR type digital filter that realizes
It Refer to each filter 21b for creating filtered X signal
Signal xa1n~ XaKnAll propagation elements on (all
Filter through the filter corresponding to the propagation element of
Code X signal r111n~ RLMKnIs designed to output
It That is, the reference signal x a1nIs the first speaker
From all the observation points to C11~ CL1To activate
Lardard X signal r111n~ RL11nAnd the reference signal x
a1nPropagation element from the 2nd speaker to all observation points
C12~ CL2To act on the filtered X signal r 121n~ R
L21nTo output the reference signal xa1nTo the Mth spin
Propagation element C from the marker to all stations1M~ CLMTo act
Filtered X signal r1M1n~ RLM1nIs output and
Like the reference signal xa2n~ XaKnAll propagation elements
Let Incidentally, R11= (R111n, R211n, ・ ・ ・ RL11n) Rtwenty one= (R121n, R221n, ・ ・ ・ RL21n) RM1= (R1M1n, R2M1n, ・ ・ ・ RLM1n) RMK= (R1MKn, R2MKn, ・ ・ ・ RLMKn).

【0014】図20は多入力−多出力の適応フィルタ2
1aの構成図であり、一次音仮想伝搬系22や二次音伝
搬系23と同様の構造を有している。A11n〜AMKnはF
IR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DL1、D
L2と、各遅延要素出力に係数a0,a1,a2を乗算す
る乗算部ML1〜ML3と、各乗算部出力を加算する加
算部AD1〜AD2で実現される。尚、遅延段数は2段
に限らない。各参照信号xa1n〜xaKnをデジタルフィル
タA11n〜A1Knに入力して加算することにより第1番目
のスピーカに入力する騒音キャンセル信号ya1nが得ら
れ、各参照信号xa1n〜xaKnをデジタルフィルタA21n
〜A2Knに入力して加算することにより第2番目のスピ
ーカに入力する騒音キャンセル信号ya2nが得られ、・
・・・各参照信号xa1n〜xaKnをデジタルフィルタA
M1n〜AMKnに入力して加算することにより第M番目のス
ピーカに入力する騒音キャンセル信号yaMnが得られ
る。
FIG. 20 shows a multi-input / multi-output adaptive filter 2.
It is a block diagram of 1a, and has the same structure as the primary sound virtual propagation system 22 and the secondary sound propagation system 23. A 11n- A MKn is F
For example, delay elements DL1 and D configured by an IR type digital filter for sequentially delaying an input signal by one sampling time
It is realized by L2, multiplication units ML1 to ML3 that multiply the outputs of the delay elements by coefficients a 0 , a 1 , and a 2 , and addition units AD1 to AD2 that add the outputs of the multiplication units. The number of delay stages is not limited to two. Noise cancellation signal y a1n to be input to the first speaker is obtained by adding the reference signal x a1n ~x AKN to input to the digital filter A 11n ~A 1Kn, each reference signal x a1n ~x AKN Digital filter A 21n
~ A noise cancellation signal y a2n to be input to the second speaker is obtained by inputting to A 2Kn and adding,
... Each reference signal x a1n to x aKn is converted to digital filter A
By inputting and adding M1n to AMKn , the noise cancellation signal yaMn input to the Mth speaker is obtained.

【0015】適応フィルタ21aにおける各FIR型デ
ジタルフィルタA11n〜AMKnを3個の係数(2段遅延)
で構成する時、適応信号処理部21cは各FIR型デジ
タルフィルタA11n〜AMKnの3つの係数毎に適応信号処
理を行って係数値を決定する。すなわち、1つのFIR
型デジタルフィルタAijnの係数a0,a1,a2について
次式の演算を行って係数a0,a1,a2を決定する。
Each FIR digital filter A 11n to A MKn in the adaptive filter 21a has three coefficients (two-stage delay).
In the above configuration, the adaptive signal processing unit 21c performs adaptive signal processing for each of the three coefficients of the FIR digital filters A 11n to A MKn to determine the coefficient value. Ie one FIR
The coefficients a 0 , a 1 and a 2 of the type digital filter A ijn are calculated by the following equation to determine the coefficients a 0 , a 1 and a 2 .

【0016】[0016]

【数3】 [Equation 3]

【0017】(1)式において、(n)は現サンプリング時刻
の値、(n-1)は1サンプリング時刻前の値、(n-2)は2サ
ンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプリ
ング時刻までの値を意味している。又、μは1以下の定
数、Rijはフィルタ21bの出力信号、enは各観測点
の騒音とキャンセル音の合成音信号であり、それぞれ以
下のように表現される。
In equation (1), (n) is the value at the current sampling time, (n-1) is the value one sampling time before, (n-2) is the value two sampling times before, and (n + 1). Means the value from the current time to the next sampling time. Further, μ is a constant of 1 or less, R ij is an output signal of the filter 21b, and e n is a synthetic sound signal of noise and cancellation sound at each observation point, which are expressed as follows.

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】かかる騒音キャンセル装置によれば、適応
信号処理部21cはフィルタ21bの出力であるフィル
タードX信号r111n〜rLMKnと、各観測点における騒音
とキャンセル音との合成音信号e1n〜eLnとに基づいて
適応信号処理を実行して適応フィルタ21aを構成する
各FIR型デジタルフィルタA11n〜AMKnの係数を決定
し、適応フィルタ21aは参照信号xa1n〜xaKnを入力
されて騒音キャンセル信号ya1n〜yaMnを発生してスピ
ーカSP1〜SPM(図18)に入力し、各スピーカはキ
ャンセル音を発生して各観測点の騒音をキャンセルする
ように作用する。
[0019] according According to the noise cancellation device, adaptive signal processing unit 21c and the filtered-X signal r 111n ~r LMKn which is the output of the filter 21b, the synthesized speech signals e 1n ~ the noise and canceling sound at each observation point Based on e Ln , adaptive signal processing is executed to determine the coefficients of the respective FIR digital filters A 11n to A MKn forming the adaptive filter 21a, and the adaptive filter 21a receives the reference signals x a1n to x aKn as input. input to the speaker SP 1 to SP M (FIG. 18) to generate a noise cancellation signal y a1n ~y aMn, acts as the speaker cancels the noise of each observation point by generating a canceling sound.

【0020】図21は騒音源数K=2、スピーカ数M=
2、観測点数(マイク数)L=2の場合の具体的な従来
の騒音キャンセル装置の構成図であり、21aは4つの
FIR型デジタルフィルタA11,A21,A12,A22で構
成された適応フィルタ、21bは二次伝搬系の伝達関数
マトリックス(C)の各伝搬要素C11,C21,C12,C
22をデジタルフィルタで構成したフィルタードX信号作
成用フィルタ、21c-1〜21c-4は適応信号処理部(MEF
X LMSアルゴリズム)、SP1,SP2はスピーカ、
MC1,MC2は観測点に設置されたマイクである。
In FIG. 21, the number of noise sources K = 2 and the number of speakers M =
2 is a configuration diagram of a specific conventional noise canceling device when the number of observation points (the number of microphones) L = 2, and 21a is configured by four FIR type digital filters A 11 , A 21 , A 12 and A 22. adaptive filter, each propagation elements C 11 and 21b the secondary propagation system transfer function matrix (C), C 21, C 12, C
Filters for creating a filtered X signal in which 22 is a digital filter, 21c-1 to 21c-4 are adaptive signal processing units (MEFs).
X LMS algorithm), SP 1 and SP 2 are speakers,
MC 1 and MC 2 are microphones installed at the observation points.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】従来の騒音キャンセル
装置によれば、上述のように騒音キャンセル信号ya1n
〜yaMnを発生して各スピーカSP1〜SPMに入力し、
各スピーカはキャンセル音を発生して各観測点の騒音を
キャンセルするように作用する。しかし、従来の騒音キ
ャンセル装置では二次音伝搬系に、通常全てのアクチュ
エータ(スピーカ)から全てのセンサ(マイク)に到る
キャンセル音の伝達経路が存在している(図18参
照)。このような系は干渉系と呼ばれているが、干渉系
は制御対象として望ましくなく以下のような問題が発生
する。すなわち、二次音伝搬系の特性によっては、幾つ
かのアクチュエータ出力(キャンセル音)が幾つかの観
測点で互いに正反対の作用をする場合があり、かかる場
合には、各観測点における騒音(振動)が交互に繰返し
大きくなったり、小さくなったりする問題が生じる。
According to the conventional noise canceling apparatus, as described above, the noise canceling signal y a1n
~ Y aMn is generated and input to each speaker SP 1 to SP M ,
Each speaker produces a cancel sound and acts to cancel the noise at each observation point. However, in the conventional noise canceling device, the secondary sound propagation system usually has a cancel sound transmission path extending from all actuators (speakers) to all sensors (microphones) (see FIG. 18). Such a system is called an interfering system, but the interfering system is not a control target and causes the following problems. That is, depending on the characteristics of the secondary sound propagation system, some actuator outputs (cancellation sounds) may have opposite actions at some observation points. In such a case, noise (vibration) at each observation point may occur. ) Alternately and repeatedly becomes larger and smaller.

【0022】例えば、所定のスピーカがそれに対応する
観測点における騒音を十分にキャンセルするようにキャ
ンセル音を出力している場合であっても、干渉系のため
他のスピーカからのキャンセル音が到来しており、この
ため騒音キャンセル装置は該観測点で更に騒音をキャン
セルするように制御を行ってスピーカに新たな騒音キャ
ンセル信号を入力する。しかし、この新たな騒音キャン
セル信号は騒音をキャンセルしない方向に作用して騒音
が大きくなる。これにより、騒音キャンセル装置は次に
騒音を減小する方向に騒音キャンセル信号を発生して騒
音をキャンセルするように作用する。以後かかる動作を
繰返し、観測点における騒音(振動)が交互に繰返し大
きくなったり、小さくなったりして、騒音を常時キャン
セルすることができない。かかる現象は特に、急速な適
応制御を行っているような場合に顕著に現れる。元来、
適応制御システムは、適応を行うことによって外部の系
の特性変動に追従し、常に最適な制御を行おうとするも
のであるため、上記のような現象は適応制御システムに
おいて特に大きな欠点となる。
For example, even when a predetermined speaker outputs a cancel sound so as to sufficiently cancel the noise at the corresponding observation point, the cancel sound from another speaker arrives due to the interference system. Therefore, the noise canceling device performs control so as to further cancel noise at the observation point, and inputs a new noise canceling signal to the speaker. However, this new noise canceling signal acts in a direction that does not cancel the noise, and the noise is increased. As a result, the noise canceling device acts so as to cancel the noise by generating a noise canceling signal in the direction of reducing the noise next. After that, such operation is repeated, and the noise (vibration) at the observation point is repeatedly increased or decreased, and the noise cannot be canceled at all times. Such a phenomenon is particularly prominent when rapid adaptive control is performed. originally,
Since the adaptive control system tries to always perform optimal control by following the characteristic fluctuation of the external system by performing adaptation, the phenomenon as described above becomes a particularly large defect in the adaptive control system.

【0023】又、騒音キャンセル装置は適応信号処理を
行って適応フィルタの係数を順次決定し、最終的に所定
の係数値(最適値)に収束させ騒音をキャンセルする。
ところで、適応フィルタの係数の初期値が収束すべき値
(最適値)から大きくずれていると、適応フィルタが最
適値に到達するまでに要する時間が長くなり、騒音キャ
ンセルの追従性が悪くなる問題が生じる。従来の騒音キ
ャンセル装置ではかかる点に考慮がなされていないた
め、騒音をキャンセルするまでに長時間を要し、しか
も、騒音状態が変化する場合には該変化に追従できず騒
音を十分にキャンセルできない問題があった。以上か
ら、本発明の第1の目的は干渉系に起因する問題、すな
わち、観測点で騒音が大きくなったり小さくなったりす
る現象を解決できる騒音キャンセル方式を提供すること
である。本発明の第2の目的は追従性の良好な騒音キャ
ンセル方式を提供することである。
Further, the noise canceling device performs adaptive signal processing to sequentially determine the coefficients of the adaptive filter, and finally converges to a predetermined coefficient value (optimal value) to cancel noise.
By the way, if the initial value of the coefficient of the adaptive filter deviates significantly from the value to be converged (optimal value), the time required for the adaptive filter to reach the optimum value becomes long, and the noise canceling followability deteriorates. Occurs. Since the conventional noise canceling device does not consider such a point, it takes a long time to cancel the noise, and when the noise state changes, the change cannot be followed and the noise cannot be canceled sufficiently. There was a problem. From the above, the first object of the present invention is to provide a noise canceling method capable of solving the problem caused by the interfering system, that is, the phenomenon that the noise is increased or decreased at the observation point. A second object of the present invention is to provide a noise canceling system with good followability.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記課題は、複数の観測
点における騒音をそれぞれキャンセルするためにキャン
セル音を出力するキャンセル音発生源(スピーカ)と、
各観測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(マイク)と、各観測点における合成音信号
と騒音に応じた参照信号を用いて各観測点における騒音
をキャンセルするように適応信号処理を行い、適応フィ
ルタの係数を決定する適応信号処理部と、参照信号に該
係数に基づいたデジタルフィルタ処理を施して複数の騒
音キャンセル信号を発生しスピーカに入力する適応フィ
ルタと、適応フィルタの前後に設けた第1、第2のデジ
タルフィルタにより達成される。
[Means for Solving the Problems] The above problems include a cancel sound generation source (speaker) that outputs a cancel sound to cancel noise at a plurality of observation points, respectively.
A sensor (microphone) that detects the synthesized sound of the noise and the cancel sound at each observation point, and an adaptive signal that cancels the noise at each observation point using the synthesized sound signal at each observation point and the reference signal according to the noise An adaptive signal processing unit that performs processing to determine the coefficient of the adaptive filter; an adaptive filter that performs digital filter processing on the reference signal based on the coefficient to generate a plurality of noise cancellation signals and inputs the noise cancellation signal to the speaker; This is achieved by the first and second digital filters provided before and after.

【0025】[0025]

【作用】複数の観測点における騒音をそれぞれキャンセ
ルするためにスピーカよりキャンセル音を出力し、各観
測点における騒音とキャンセル音との合成音をマイクに
より検出する。適応信号処理部は各観測点における合成
音信号と騒音に応じた参照信号を用いて各観測点におけ
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
応フィルタの係数を決定し、適応フィルタは決定された
係数値に基づいて第2のデジタルフィルタを介して入力
された参照信号にデジタルフィルタ処理を施して複数の
騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャンセル信号を
第1のデジタルフィルタを介してスピーカに入力する。
第1のデジタルフィルタの特性は、適応フィルタ出力端
から各観測点までのキャンセル音伝搬系がそれぞれ互い
に非干渉となるように設定されているから、あるキャン
セル音伝搬系に対して他のキャンセル音伝搬系の騒音キ
ャンセル信号は悪影響を与えず観測点における音の大小
の繰返しがなくなり、騒音を常時キャンセルできる。
又、第2のデジタルフィルタの特性は、第2デジタルフ
ィルタと係数が初期設定された適応フィルタと第1デジ
タルフィルタと各キャンセル音発生源から各観測点まで
の全体のキャンセル音伝搬系との総合特性が、騒音伝搬
系特性の逆符号特性と略等しくなるように設定されてい
るから、換言すれば第2のデジタルフィルタの係数値を
適応フィルタの係数が収束する値(最適値)に近い値に
設定しているから、追従性の良好な騒音キャンセルを行
うことができる。
The canceling sound is output from the speaker in order to cancel the noise at each of the plurality of observation points, and the synthesized sound of the noise and the canceling sound at each observation point is detected by the microphone. The adaptive signal processing unit determines the coefficient of the adaptive filter by performing adaptive signal processing so as to cancel the noise at each observation point by using the synthetic sound signal at each observation point and the reference signal corresponding to the noise, and the adaptive filter is determined. The reference signal input through the second digital filter is subjected to digital filter processing based on the obtained coefficient value to generate a plurality of noise cancellation signals, and the noise cancellation signals are output to the speaker through the first digital filter. To enter.
The characteristics of the first digital filter are set so that the cancel sound propagation systems from the output end of the adaptive filter to each observation point do not interfere with each other. The noise canceling signal of the propagation system does not have an adverse effect and the repetition of sound at the observation point disappears, and the noise can be canceled at all times.
Further, the characteristics of the second digital filter are the total of the second digital filter, the adaptive filter having the coefficient initially set, the first digital filter, and the entire cancel sound propagation system from each cancel sound source to each observation point. Since the characteristic is set to be substantially equal to the opposite sign characteristic of the noise propagation system characteristic, in other words, the coefficient value of the second digital filter is close to the value (optimal value) at which the coefficient of the adaptive filter converges. Since it is set to, it is possible to perform noise cancellation with good followability.

【0026】各キャンセル音伝搬系を互いに非干渉とす
るには、第1のデジタルフィルタと各スピーカから全観
測点までの全体のキャンセル音伝搬系との総合特性を表
す伝達関数マトリックスの対角項のゲインが非対角項の
ゲインより相当大きくなるようにすればよい。この場
合、第1のデジタルフィルタ特性をキャンセル音伝搬系
の逆特性(逆フィルタ特性)にすれば非干渉系にできる
と共に、第1のデジタルフィルタとキャンセル音伝搬系
との総合伝達関数マトリックスの対角項を遅延要素で表
せ、フィルタードX信号作成用フィルタを単なる遅延要
素のみで実現でき、従来のフィルタードX信号作成のた
めの畳込み演算が不要となり、その演算量を削減でき
る。
In order to make the cancellation sound propagation systems non-interfering with each other, the diagonal terms of the transfer function matrix representing the overall characteristics of the first digital filter and the entire cancellation sound propagation system from each speaker to all the observation points. The gain of is much larger than the gain of the off-diagonal term. In this case, if the first digital filter characteristic is set to the inverse characteristic (inverse filter characteristic) of the cancellation sound propagation system, a non-interference system can be obtained, and the pair of the total transfer function matrix of the first digital filter and the cancellation sound propagation system can be formed. The angular term can be represented by a delay element, and the filter for generating a filtered X signal can be realized only by a delay element, which eliminates the conventional convolution operation for generating a filtered X signal and can reduce the amount of calculation.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

(a) 本発明の第1の実施例全体の構成 図1は本発明の実施例である騒音キャンセルシステムの
構成図であり、騒音源がK個存在し、又、スピーカがM
個、観測点(マイク)がL個存在する場合である。図
中、21は各観測点における騒音をキャンセルするよう
に動作する騒音キャンセルコントローラ、22はK個の
騒音源(図示せず)からL個の各観測点まで騒音が伝搬
する系(騒音伝搬系)を表現した一次音仮想伝搬系、2
3はスピーカ(図示せず)の特性を含め、M個の各スピ
ーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する系を表
現する二次音伝搬系(キャンセル音伝搬系)、24は各
観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成部で、
加算部241〜241′は第1観測点におけるマイクに相
当するもの、加算部242〜242′は第2観測点におけ
るマイクに相当するもの、・・・加算部24L〜24L
は第L観測点におけるマイクに相当するものであり、d
d1n〜ddLnは各観測点におけるキャンセル対象でない外
部雑音である。
(a) Overall configuration of the first embodiment of the present invention FIG. 1 is a configuration diagram of a noise canceling system according to an embodiment of the present invention, in which K noise sources exist and M speakers are used.
This is a case where there are L observation points (microphones). In the figure, 21 is a noise canceling controller that operates to cancel noise at each observation point, and 22 is a system in which noise propagates from K noise sources (not shown) to L observation points (noise propagation system). ) Representing the primary sound virtual propagation system, 2
3 is a secondary sound propagation system (cancellation sound propagation system) that represents a system in which the cancellation sound propagates from each of the M speakers to each observation point, including the characteristics of the speaker (not shown), and 24 is each observation point In the signal synthesizer that expresses the function of the microphone in
The adders 24 1 to 24 1 ′ correspond to the microphones at the first observation point, the adders 24 2 to 24 2 ′ correspond to the microphones at the second observation point, ... Adders 24 L to 24 L
Is the microphone at the Lth observation point, and d
d1n ~d dLn is an external noise is not a cancellation target in each observation point.

【0028】騒音キャンセルコントローラ21におい
て、21aは騒音キャンセル信号ya1 n〜yaNnを出力す
る多入力−多出力の適応フィルタ、21bはフィルター
ドX信号作成用フィルタであり、キャンセルしたい騒音
に応じた参照信号xa1n〜xaKn(図示しない参照信号発
生部から出力される)を後述する第2のデジタルフィル
タを介して入力されるもの、21cは各観測点における
合成音信号e1n〜eLnとフィルタードX信号作成用フィ
ルタ21bから出力されるフィルタードX信号r 11〜r
NKを入力され、これら信号を用いて各観測点における騒
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
ィルタの係数を更新する適応信号処理部、21dは適応
フィルタ21aの後段に設けた多入力−多出力の第1の
デジタルフィルタであり、適応フィルタから各観測点ま
でのそれぞれの二次音伝搬系が互いに非干渉となるよう
に特性が設定されるもの、21eは適応フィルタ21a
の前段に設けた多入力−多出力の第2のデジタルフィル
タである。第2のデジタルフィルタ21eと、係数が初
期値に設定された適応フィルタ21aと、第1のデジタ
ルフィルタ21dと、二次音伝搬系23との総合特性は
一次音仮想伝搬系22の伝搬特性の逆符号特性と略等し
くなるように設定されている。一次音仮想伝搬系22と
二次音伝搬系23は従来と同一の構造を備え、具体的に
はそれぞれ図16、図18に示す構造を備えている。
Noise canceling controller 21
21a is a noise cancellation signal ya1 n~ YaNnOutput
Multi-input-multi-output adaptive filter, 21b is a filter
This is a filter for creating the X signal, and the noise you want to cancel.
Reference signal x according toa1n~ XaKn(A reference signal (not shown)
The second digital fill, which will be described later)
21c at each observation point
Synthetic sound signal e1n~ ELnAnd a filtered X signal generation file
Filtered X signal r output from the filter 21b 11~ R
NKIs input, and the noise at each observation point is
Adaptive signal processing is performed to cancel the sound.
The adaptive signal processing unit for updating the filter coefficient, 21d is adaptive
The multi-input multi-output first provided in the latter stage of the filter 21a
It is a digital filter, from the adaptive filter to each observation point.
So that the respective secondary sound propagation systems at
21e is an adaptive filter 21a.
Multi-input multi-output second digital filter provided in front of
It is First digital filter 21e and coefficient
The adaptive filter 21a set to the period value and the first digital
The total characteristics of the secondary filter 21d and the secondary sound propagation system 23 are
It is almost equal to the inverse sign characteristic of the propagation characteristic of the primary sound virtual propagation system 22.
Is set to be. Primary sound virtual propagation system 22
The secondary sound propagation system 23 has the same structure as the conventional one, and
Have the structures shown in FIGS. 16 and 18, respectively.

【0029】第1のデジタルフィルタ 第1のデジタルフィルタ21dは図2に示すように多数
のFIR型デジタルフィルタB11〜BMNで構成されてい
る。尚、B11〜BMNはデジタルフィルタ21dの特性を
伝達関数マトリックスで表現した時の各要素である。F
IR型デジタルフィルタB11〜BMNはそれぞれ入力信号
を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL1,D
L2・・と、各遅延要素出力に係数b0,b1,b2・・
・を乗算する乗算部ML1,ML2,ML3・・と、各
乗算部出力を加算する加算部AD1,AD2・・で実現
される。適応フィルタ21aから出力される騒音キャン
セル信号ya1n〜yaNnはそれぞれFIR型デジタルフィ
ルタB11〜B1Nに入力され、それらの出力を加算するこ
とにより第1番目のスピーカに入力する騒音キャンセル
信号yb1nが得られ、又、各騒音キャンセル信号ya1n
aNnをそれぞれFIR型デジタルフィルタB21〜B2N
に入力して加算することにより第2番目のスピーカに入
力する騒音キャンセル信号yb2nが得られ、・・・・各
騒音キャンセル信号ya1n〜yaNnをそれぞれデジタルフ
ィルタBM1〜BMNに入力して加算することにより第M番
目のスピーカに入力する騒音キャンセル信号ybMnが得
られる。
First Digital Filter The first digital filter 21d is composed of a large number of FIR type digital filters B 11 to B MN as shown in FIG. B 11 to B MN are elements when the characteristics of the digital filter 21d are expressed by a transfer function matrix. F
The IR type digital filters B 11 to B MN are delay elements DL1 and D1 for sequentially delaying the input signal by one sampling time.
L2 ... and the coefficients b 0 , b 1 , b 2 ...
It is realized by the multiplication units ML1, ML2, ML3 ... For multiplying by and the addition units AD1, AD2. Adaptive filters 21a noise cancel signal outputted from the y a1n ~y ANN is inputted to the FIR type digital filter B 11 .about.B 1N respectively, the noise cancellation signal y to be input to the first speaker by adding their outputs b1n is obtained, and each noise cancellation signal y a1n ~
y aNn are respectively FIR type digital filters B 21 to B 2N
The noise cancellation signal y b2n to be input to the second speaker is obtained by inputting to and adding to each of the noise canceling signals y a1n to y aNn to the digital filters B M1 to B MN. The noise cancellation signal y bMn input to the M-th speaker is obtained by adding and adding.

【0030】この第1のデジタルフィルタ21dを構成
する各FIR型デジタルフィルタB 11〜BMNの係数
0,b1,b2・・・は、適応フィルタ21aの出力端
から各観測点までの二次音伝搬系がそれぞれ互いに非干
渉となるように決定される。具体的には、各スピーカか
ら全観測点までの全体の二次音伝搬系23と第1のデジ
タルフィルタ21dの総合特性を表現する伝達関数マト
リックスの対角項のゲインが非対角項のゲインより相当
大きくなるように、各係数を決定する。図3は第1のデ
ジタルフィルタ21dにおける各FIR型デジタルフィ
ルタB 11〜BMNの係数値決定方法の説明図である。スピ
ーカ数M=2,観測点数L=2とすれば、第1のデジタ
ルフィルタ21d及び二次音伝搬系23の伝達関数マト
リックス(B),(C)はそれぞれ2行2列のマトリッ
クスで表現でき、又、第1のデジタルフィルタと二次音
伝搬系の総合特性を示す伝達関数マトリックス(P)も
2行2列のマトリックスで表現でき(2)式が成立する。
This first digital filter 21d is constructed.
FIR type digital filter B 11~ BMNCoefficient of
b0, B1, B2... is the output end of the adaptive filter 21a
From the sound source to each observation point
Determined to be Wataru. Specifically, each speaker
From the entire secondary sound propagation system 23 to the first observation point
Transfer function matrix expressing the overall characteristics of the digital filter 21d
Rix's diagonal term gain is greater than off-diagonal term gain
Each coefficient is determined so as to be large. Figure 3 shows the first
Each FIR digital filter in the digital filter 21d
Ruta B 11~ BMN6 is an explanatory diagram of a coefficient value determination method of FIG. Spi
If the number of markers M = 2 and the number of observation points L = 2, the first digital
Transfer function mat of the secondary filter 21d and the secondary sound propagation system 23
Ricks (B) and (C) are each a matrix of 2 rows and 2 columns.
Can be expressed as a quad, and the first digital filter and secondary sound
The transfer function matrix (P) showing the overall characteristics of the propagation system is also
It can be expressed by a matrix of 2 rows and 2 columns, and equation (2) holds.

【0031】[0031]

【数5】 [Equation 5]

【0032】(2)式において、二次音伝搬系23の伝達
関数マトリックス(C)は測定により既知であり、又、
総合伝達関数マトリックス(P)の各要素は「対角項P
11,P22のゲインが非対角項P12,P21より相当大きい
(対角項のゲイン≫非対角項のゲイン)」という条件を
満足するように定めればよく、既知である。例えば、非
対角項のゲインを0にする。従って、(2)式よりデジタ
ルフィルタ21dの各要素B11〜B22が求まり、これら
要素を実現するFIR型デジタルフィルタの各係数を決
定できる。
In equation (2), the transfer function matrix (C) of the secondary sound propagation system 23 is known by measurement, and
Each element of the total transfer function matrix (P) is “diagonal term P
The gains of 11 and P 22 are considerably larger than the gains of the off-diagonal terms P 12 and P 21 (the gain of the diagonal term >> the gain of the off-diagonal term). For example, the gain of off-diagonal terms is set to zero. Therefore, (2) the elements B 11 .about.B 22 of the digital filter 21d is Motomari from the equation, it can determine the coefficients of the FIR type digital filter for realizing these elements.

【0033】図4は適応フィルタ21aの出力端から各
観測点までの総合二次音伝搬系の説明図であり、適応フ
ィルタ21aから出力される騒音キャンセル信号ya1n
〜ya Nnはそれぞれ独自の二次音伝搬系23-1〜23-L(伝達
関数はP11〜PLN)を介して観測点に到達してyc1n〜y
cLnとなる。そして、この場合、各二次音伝搬系は他の
二次音伝搬系から互いに非干渉となっており、ある二次
音伝搬系に他の系の騒音キャンセル信号yainが干渉す
ることがない。すなわち、騒音キャンセル信号ya in
第i観測点のみの騒音をキャンセルするように動作し、
他の観測点に何等影響を与えず、非干渉系が形成され
る。
FIG. 4 is an explanatory view of the comprehensive secondary sound propagation system from the output end of the adaptive filter 21a to each observation point, and the noise cancellation signal y a1n output from the adaptive filter 21a.
˜y a Nn reach the observation point via their own secondary sound propagation systems 23-1 to 23-L (transfer functions are P 11 to P LN ), and y c1n ˜y.
cLn . In this case, each secondary sound propagation system is non-interfering with another secondary sound propagation system, and the noise cancellation signal y ain of the other system does not interfere with a certain secondary sound propagation system. . That is, the noise cancellation signal y a in operates to cancel noise only the i observation point,
A non-interfering system is formed without affecting any other observation points.

【0034】第2のデジタルフィルタ 第2のデジタルフィルタ21eは図5に示すように多数
のFIR型デジタルフィルタW11〜WNKで構成されてい
る。各FIR型デジタルフィルタW11〜WNKはそれぞれ
入力信号を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素D
L1,DL2・・と、各遅延要素出力に係数w0,w1
2・・・を乗算する乗算部ML1,ML2,ML3・
・と、各乗算部出力を加算する加算部AD1,AD2,
・・で構成されている。各FIR型デジタルフィルタの
係数w0,w1,w2・・・は、適応フィルタ21aの係
数が最適値に短時間で収束するように後述する方法によ
り決定され、これにより追従性の良好な騒音キャンセル
を行えるようになっている。参照信号xa1nをFIR型
デジタルフィルタW11〜WN1に入力することによりそれ
ぞれから信号yw11n〜ywN1nが得られ、又、参照信号x
a2nをFIR型デジタルフィルタW12〜WN2に入力する
ことによりそれぞれから信号yw12n〜ywN2nが得られ、
・・・、参照信号xaNnをFIR型デジタルフィルタW
1K〜WNKに入力することにより信号yw1Kn〜ywNKnが得
られる。
Second Digital Filter The second digital filter 21e is composed of a large number of FIR type digital filters W 11 to W NK as shown in FIG. Each of the FIR digital filters W 11 to W NK has a delay element D that sequentially delays the input signal by one sampling time.
L1, DL2, ... And coefficients w 0 , w 1 ,
Multipliers ML1, ML2, ML3 for multiplying w 2 ...
And addition units AD1, AD2 for adding the outputs of the respective multiplication units
・ ・ Consist of The coefficients w 0 , w 1 , w 2 ... Of each FIR type digital filter are determined by a method described later so that the coefficients of the adaptive filter 21a converge to the optimum values in a short time, and thus good followability is obtained. You can cancel the noise. By inputting the reference signal x a1n to the FIR digital filters W 11 to W N1 , signals yw 11n to yw N1n are obtained from the respective filters, and the reference signal x a1n is obtained.
By inputting a2n to the FIR type digital filters W 12 to W N2 , signals yw 12n to yw N2n are obtained from the respective signals,
..., the reference signal x aNn is the FIR digital filter W
Signal yw 1Kn ~yw NKn is obtained by inputting the 1K to W-NK.

【0035】適応フィルタ 適応フィルタ21aは図6に示すように多数のFIR型
デジタルフィルタA11〜ANKと加算器AD1〜ADN
構成され、各FIR型デジタルフィルタには第2のデジ
タルフィルタ21eから出力される信号yw11n〜ywNKn
が入力され、FIR型デジタルフィルタAij(j=1〜
K)の出力を加算器ADi加算することにより第i番目
の騒音キャンセル信号yainが得られる。
Adaptive Filter The adaptive filter 21a is composed of a large number of FIR type digital filters A 11 to A NK and adders AD1 to AD N as shown in FIG. 6, and each FIR type digital filter has a second digital filter 21e. Signals output from yw 11n to yw NKn
Is input, and the FIR digital filter A ij (j = 1 to 1
The i-th noise cancellation signal y ain is obtained by adding the output of K) to the adder AD i .

【0036】フィルタードX信号作成用フィルタ フィルタードX信号作成用フィルタ21bは図7に示す
構造を有し、第1のデジタルフィルタ21dと二次音伝
搬系23の総合伝達関数マトリックス(P)の対角項
(非対角項は0とする)の伝達関数を実現するFIR型
デジタルフィルタP11,P22,・・・PNNの組をK組設
けて構成されている。第2のデジタルフィルタ21eか
ら出力される信号yw11n〜ywN1nが第1組目のFIR型
デジタルフィルタP11,P22,・・・PNNに入力されて
フィルタードX信号r11〜rN1が得られ、信号yw12n
ywN2nが第2組目のFIR型デジタルフィルタP11,P
22,・・・PNNに入力されてフィルタードX信号r12
N2が得られ、・・・、信号yw1Kn〜ywNKnが第K組目
のFIR型デジタルフィルタP 11,P22,・・・PNN
入力されてフィルタードX信号r1K〜rNKが得られる。
[0036]Filter for creating filtered X signal The filtered X signal producing filter 21b is shown in FIG.
Having a structure, the first digital filter 21d and the secondary sound transmission
Diagonal term of total transfer function matrix (P) of carrier system 23
FIR type that realizes the transfer function (the off-diagonal term is 0)
Digital filter P11, Ptwenty two・ ・ ・ ・ ・ ・ PNNSet of K
It is composed of Is it the second digital filter 21e?
Signal yw output from11n~ YwN1nIs the first set of FIR type
Digital filter P11, Ptwenty two・ ・ ・ ・ ・ ・ PNNEntered in
Filtered X signal r11~ RN1And the signal yw12n~
ywN2nIs the second set of FIR digital filters P11, P
twenty two・ ・ ・ ・ ・ ・ PNNTo the filtered X signal r12~
rN2Is obtained, and the signal yw is obtained.1Kn~ YwNKnIs the Kth group
FIR type digital filter P 11, Ptwenty two・ ・ ・ ・ ・ ・ PNNTo
Input and filtered X signal r1K~ RNKIs obtained.

【0037】適応信号処理部と他の部分との関連 騒音源数を2、スピーカ数を2、観測点数を2とする
と、騒音キャンセルコントローラ21は図8に示す構成
となる(第1のデジタルフィルタは省略)。図中、21
aは適応フィルタ、21bはフィルタードX信号作成用
フィルタ21c-11,21c-21,21c-12,21c-22は適応信号処理
部(LMS)、21eは第2のデジタルフィルタであ
る。各適応信号処理部21c-11,21c-21,21c-12,21c-22
は、適応フィルタ21aにおけるFIR型デジタルフィ
ルタA11,A21,A12,A22の係数を決定する。たとえ
ば、適応信号処理部21c-ij(i,j=1,2)はFIR
型デジタルフィルタAijの3つの係数a0,a1,a2
次式の演算を行って決定する。
When the number of noise sources associated with the adaptive signal processing unit and other parts is 2, the number of speakers is 2, and the number of observation points is 2, the noise canceling controller 21 has the configuration shown in FIG. 8 (first digital filter). Is omitted). 21 in the figure
Reference numeral a is an adaptive filter, reference numeral 21b is a filtered X signal generating filter 21c-11, 21c-21, 21c-12, 21c-22 is an adaptive signal processing unit (LMS), and reference numeral 21e is a second digital filter. Each adaptive signal processing unit 21c-11, 21c-21, 21c-12, 21c-22
Determines the coefficients of the FIR digital filters A 11 , A 21 , A 12 , and A 22 in the adaptive filter 21a. For example, the adaptive signal processing unit 21c-ij (i, j = 1, 2) uses the FIR
The three coefficients a 0 , a 1 , and a 2 of the type digital filter A ij are determined by performing the calculation of the following equation.

【0038】[0038]

【数6】 [Equation 6]

【0039】(1)′式において、(n)は現サンプリング時
刻の値、(n-1)は1サンプリング時刻前の値、(n-2)は2
サンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプ
リング時刻までの値を意味している。又、μは1以下の
定数、rijはフィルタードX信号作成要フィルタ21b
の出力信号、einは各i観測点におけるエラー信号(合
成音信号)である。
In the equation (1) ', (n) is the value at the current sampling time, (n-1) is the value one sampling time before, and (n-2) is 2
The value before the sampling time, (n + 1) means the value from the current time to the next sampling time. Further, μ is a constant of 1 or less, and r ij is a filtered X signal creation required filter 21b.
, E in is an error signal (synthetic sound signal) at each i observation point.

【0040】第2のデジタルフィルタの特性決定法 仮りに、適応フィルタ21aの全要素Aijの伝達関数を
1に設定し、該適応フィルタにまったく適応を行わせな
かったとしても、第2のデジタルフィルタ21eの係数
を最適値に近い値に設定しておけば、ある程度の騒音キ
ャンセルを行うことができる。従って、予め、第2のデ
ジタルフィルタ21eの係数値を演算して設定してお
き、適応制御により適応フィルタ21aの係数を1より
更新すれば、短時間で適応フィルタ21aの係数は最適
値に収束し、追従性の良好な騒音キャンセルを行うこと
ができるようになる。図9は第2のデジタルフィルタ2
1eにおける各FIR型デジタルフィルタW 11〜WNK
係数値決定方法の説明図である。適応フィルタ21aの
伝達関数を全て1に設定すると、換言すれば、適応フィ
ルタ21aを構成する各FIR型デジタルフィルタAij
の係数a0〜a2を伝達関数が1となるように初期設定す
ると、騒音キャンセルシステムは図9に示すようにな
る。但し、騒音源の数、スピーカの数、騒音キャンセル
点(観測点)の数はそれぞれ2であるとしている。かか
るシステムにおいて、騒音がキャンセルされる場合を考
えると次式が成立する。
[0040]Method for determining characteristics of second digital filter For example, all the elements A of the adaptive filter 21aijTransfer function of
Set to 1 to force the adaptive filter to do no adaptation.
Even if it is, the coefficient of the second digital filter 21e
If is set to a value close to the optimum value, some noise
You can cancel. Therefore, in advance, the second data
Calculate and set the coefficient value of the digital filter 21e
Then, the coefficient of the adaptive filter 21a is changed from 1 by adaptive control.
If updated, the coefficient of the adaptive filter 21a will be optimal in a short time.
To cancel noise with good followability by converging on the value.
Will be able to. FIG. 9 shows the second digital filter 2
Each FIR digital filter W in 1e 11~ WNKof
It is explanatory drawing of a coefficient value determination method. Of the adaptive filter 21a
Setting the transfer functions to all 1s, in other words, the adaptive filter
Each FIR type digital filter A constituting the filter 21aij
Coefficient a0~ A2Initialize so that the transfer function is 1.
Then, the noise cancellation system becomes as shown in Fig. 9.
It However, the number of noise sources, the number of speakers, noise cancellation
It is assumed that the number of points (observation points) is 2. Scarecrow
Consider the case where noise is canceled in the system
Then, the following formula is established.

【0041】[0041]

【数7】 [Equation 7]

【0042】(3)、(3)′式より次式 (H)+(C)(B)(A)(W)=0 ・・・(4) (H)+(P)(A)(W)=0 ・・・(4)′ (但し、(P)=(C)(B))が成立する。(4)式におい
て、(H)、(C)は測定により既知、(B)は既に求め
てあるから既知、又、(A)はその伝達関数を全て1に
設定してあるから既知である。従って、(4)式より第2
のデジタルフィルタ21eの各要素W11〜WNKが求ま
り、該要素を実現するFIR型デジタルフィルタの各係
数を決定できる。たとえば、騒音源数K=2、スピーカ
数M=2,観測点数L=2とすれば、第1デジタルフィ
ルタ21dの伝達関数マトリックス(B)、第2デジタ
ルフィルタ21eの伝達関数マトリックス(W)、一次
音仮想伝搬系22の伝達関数マトリックス(H)、二次
音伝搬系23の伝達関数マトリックス(C)、適応フィ
ルタ21aの伝達関数マトリックスの伝達関数マトリッ
クス(A)それぞれ以下のようにマトリックスで表現で
きる。
From the equations (3) and (3) ', the following equations (H) + (C) (B) (A) (W) = 0 (4) (H) + (P) (A) ( W) = 0 (4) '(where (P) = (C) (B)) holds. In the equation (4), (H) and (C) are known by measurement, (B) is already known because it has already been obtained, and (A) is known because all of its transfer functions are set to 1. . Therefore, the second from equation (4)
The respective elements W 11 to W NK of the digital filter 21e are obtained, and the respective coefficients of the FIR type digital filter realizing the elements can be determined. For example, if the number of noise sources K = 2, the number of speakers M = 2, and the number of observation points L = 2, the transfer function matrix (B) of the first digital filter 21d, the transfer function matrix (W) of the second digital filter 21e, The transfer function matrix (H) of the primary sound virtual propagation system 22, the transfer function matrix (C) of the secondary sound propagation system 23, and the transfer function matrix (A) of the transfer function matrix of the adaptive filter 21a are respectively expressed as a matrix as follows. it can.

【0043】[0043]

【数8】 [Equation 8]

【0044】これらを(4)式に代入して第2のデジタル
フィルタ21eの各要素W11〜W22を求める。このよう
に、第2のデジタルフィルタ21eの各伝達関数要素を
求めて設定すれば、該第2のデジタルフィルタの係数
が、適応フィルタ21aの係数が最終的に収束すべき値
(最適値)に近い値になり、追従性を良好にできる。図
10は第2のデジタルフィルタ21eの特性説明図であ
る。(4)′式より第2のデジタルフィルタ21eと初期
値が設定された適応フィルタ21aと非干渉系(図4参
照)の総合特性は (P)(A)(W)=−(H) となり、上記総合特性は一次音仮想伝搬系22の逆符号
特性と等価となる。
By substituting these into the equation (4), the respective elements W 11 to W 22 of the second digital filter 21e are obtained. Thus, if each transfer function element of the second digital filter 21e is obtained and set, the coefficient of the second digital filter becomes a value (optimum value) at which the coefficient of the adaptive filter 21a should finally converge. The values are close to each other and good followability can be achieved. FIG. 10 is a characteristic explanatory diagram of the second digital filter 21e. From the equation (4) ′, the total characteristics of the second digital filter 21e, the adaptive filter 21a having the initial value set, and the non-interference system (see FIG. 4) are (P) (A) (W) = − (H) The above-mentioned comprehensive characteristic is equivalent to the reverse sign characteristic of the primary sound virtual propagation system 22.

【0045】全体の動作 複数の観測点における騒音をそれぞれキャンセルするた
めにスピーカよりキャンセル音を出力する。信号合成部
24は各観測点における騒音とキャンセル音との合成音
信号e1n〜eLnを検出して適応信号処理部21cに入力
する。第2のデジタルフィルタ21eは予め設定されて
いる係数値(固定)に基づいて、入力されている参照信
号xa1n〜xaKnにFIR型デジタルフィルタ処理を施し
て複数の信号yw11n〜ywNKnを発生してフィルタードX
信号作成用フィルタ21bと適応フィルタ21aに入力
する。フィルタードX信号作成用フィルタ21bは入力
信号yw11n〜ywNKnに非干渉系マトリックス(P)の要
素Pijに応じたフィルタリング処理を施してフィルター
ドX信号r11〜rNKを発生して適応信号処理部21cに
入力する。適応信号処理部21cはフィルタードX信号
作成用フィルタ21bの出力信号r11〜rNKと、各観測
点における騒音とキャンセル音との合成音信号e1n〜e
Lnとに基づいて(1)′式に従って適合アルゴリズム処理
を実行し、適応フィルタ21aを構成する各FIR型デ
ジタルフィルタA11〜ANK(図6参照)の係数を決定し
て更新する。
Overall Operation A cancellation sound is output from the speaker in order to cancel noise at each of a plurality of observation points. The signal synthesizer 24 detects the synthesized sound signals e 1n to e Ln of the noise and the cancel sound at each observation point and inputs them to the adaptive signal processor 21c. Second digital filter 21e based on the coefficient value (fixed) which is set in advance, subjected to FIR digital filter processing to the reference signal x a1n ~x AKN being input a plurality of signals yw 11n ~yw NKn Occurred and filtered X
The signal is input to the signal generation filter 21b and the adaptive filter 21a. The filtered X signal generation filter 21b applies a filtering process to the input signals yw 11n to yw NKn according to the element P ij of the non-interference system matrix (P) to generate filtered X signals r 11 to r NK and adapts them. The signal is input to the signal processing unit 21c. Adaptive signal processing unit 21c and the output signal r 11 ~r NK of filtered-X signal generation filter 21b, the synthesized speech signal e 1n to e of the noise and the cancel sound at each observation point
Based on Ln , the adaptive algorithm process is executed according to the equation (1) ′ to determine and update the coefficients of each FIR type digital filter A 11 to A NK (see FIG. 6) forming the adaptive filter 21a.

【0046】適応フィルタ21aは適応信号処理により
決定された係数値に基づいて、第2デジタルフィルタ2
1eから入力されている信号yw11n〜ywNKnにFIR型
デジタルフィルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信
号ya1n〜yaNnを発生して第1のデジタルフィルタ21
dに入力する。第1のデジタルフィルタ21dは予め設
定されている係数値(固定)に基づいて、入力された騒
音キャンセル信号ya1n〜yaNnにFIR型デジタルフィ
ルタ処理を施して複数の騒音キャンセル信号yb1n〜y
bMnを発生してそれぞれM個のスピーカに入力する。こ
れにより各スピーカはキャンセル音を出力し、各観測点
における騒音をキャンセルするように作用し、以後上記
動作を繰り返す。
The adaptive filter 21a uses the second digital filter 2 based on the coefficient value determined by the adaptive signal processing.
First digital filter 21 in the signal yw 11n ~yw NKn being input from 1e subjected to FIR digital filter processing to generate a plurality of noise cancellation signal y a1n ~y ANN
Enter in d. The first digital filter 21d performs a FIR digital filtering process on the input noise canceling signals y a1n to y aNn based on a preset coefficient value (fixed) to generate a plurality of noise canceling signals y b1n to y b1n to y.
Generate bMn and input to each of M speakers. As a result, each speaker outputs a cancel sound and acts to cancel the noise at each observation point, and the above operation is repeated thereafter.

【0047】この場合、第1のデジタルフィルタ21d
の特性は、適応フィルタ出力端から各観測点までのキャ
ンセル音伝搬系がそれぞれ互いに非干渉となるように設
定されているから、あるキャンセル音伝搬系に対して他
のキャンセル音伝搬系の騒音キャンセル信号は干渉せず
観測点における騒音の大小の繰返しがなくなり、騒音を
常時キャンセルできる。又、第2のデジタルフィルタ2
1eの特性は、第2のデジタルフィルタ21eと係数が
初期設定された適応フィルタ21aと第1のデジタルフ
ィルタ21dと二次音伝搬系23との総合特性が、一次
音仮想伝搬系22の伝搬特性の逆符号特性と略等しくな
るように設定されているから、換言すれば第2のデジタ
ルフィルタ21eの係数値を、適応フィルタ21aの係
数が収束する値(最適値)に近い値に設定しているか
ら、追従性の良好な騒音キャンセル制御を行うことがで
きる。
In this case, the first digital filter 21d
The characteristics of are set so that the canceling sound propagation systems from the output end of the adaptive filter to each observation point do not interfere with each other. Therefore, for one canceling sound propagating system, noise canceling of another canceling sound propagating system is performed. The signals do not interfere with each other, and the noise level at the observation point does not repeat. In addition, the second digital filter 2
The characteristic of 1e is that the total characteristic of the second digital filter 21e, the adaptive filter 21a whose coefficient is initially set, the first digital filter 21d, and the secondary sound propagation system 23 is the propagation characteristic of the primary sound virtual propagation system 22. In other words, the coefficient value of the second digital filter 21e is set to a value close to the value (optimal value) at which the coefficient of the adaptive filter 21a converges. Therefore, it is possible to perform noise canceling control with good followability.

【0048】(b) 本発明の第2の実施例 以上では、第1のデジタルフィルタ21dと二次音伝搬
系23の総合伝達関数マトリックス(P)において、
「対角項のゲインは非対角項より相当大きい(対角項の
ゲイン≫非対角項のゲイン)」という条件を満足するよ
うに、デジタルフィルタ21dの特性を決定した。この
条件を満足する特別の場合として、第1のデジタルフィ
ルタ21dの特性を二次音伝搬系23の逆特性(逆フィ
ルタ特性)にすればよい。このようにすれば、非干渉系
にできると共に、第1のデジタルフィルタ21dと二次
音伝搬系23との総合伝達関数マトリックスの対角項を
遅延要素で表現できるようになり、従って、フィルター
ドX信号作成用フィルタ21bを単なる遅延要素のみで
実現でき、従来のフィルタードX信号作成のための畳込
み演算が不要となり、その演算量を削減できる。尚、 (B)(C)=(P) 但し
(B) Second Embodiment of the Present Invention In the above, in the total transfer function matrix (P) of the first digital filter 21d and the secondary sound propagation system 23,
The characteristics of the digital filter 21d were determined so as to satisfy the condition that "the gain of the diagonal term is considerably larger than that of the non-diagonal term (gain of the diagonal term >> gain of the non-diagonal term)". As a special case that satisfies this condition, the characteristic of the first digital filter 21d may be set to the inverse characteristic (inverse filter characteristic) of the secondary sound propagation system 23. By doing so, it is possible to form a non-interfering system, and the diagonal term of the total transfer function matrix of the first digital filter 21d and the secondary sound propagating system 23 can be expressed by the delay element. The X signal generation filter 21b can be realized by only a delay element, the conventional convolution calculation for generating the filtered X signal becomes unnecessary, and the calculation amount can be reduced. Note that (B) (C) = (P)

【0049】[0049]

【数9】 [Equation 9]

【0050】が成立する時、(B)は(C)の逆特性
(逆フィルタ特性)であると云われる。図11は逆フィ
ルタ特性にした場合における適応フィルタ出力端から各
観測点までの総合二次音伝搬系説明図である。適応フィ
ルタ21aから出力される騒音キャンセル信号ya1n
aNnはそれぞれ独自の二次音伝搬系23-1〜23-Lを介し
て各観測点に到達してyc1n〜ycLnとなる。そして、各
二次音伝搬系23-1〜23-Lの伝達関数は定数pijとΔij
ンプリング時間の遅延項との積となる。この場合、各二
次音伝搬系は他の二次音伝搬系から互いに非干渉となっ
ており、ある二次音伝搬系に他の系の騒音キャンセル信
号yainが干渉することがなく、非干渉系が形成されて
いる。又、総合伝達関数マトリックス(P)の対角項は遅
延要素となり、このため、フィルタードX信号作成用フ
ィルタ21bの各フィルタを遅延要素のみで実現でき
る。
When is satisfied, (B) is said to have the inverse characteristic (inverse filter characteristic) of (C). FIG. 11 is an explanatory diagram of the comprehensive secondary sound propagation system from the output end of the adaptive filter to each observation point when the inverse filter characteristic is used. Noise canceling signal y a1n output from the adaptive filter 21a
y ANN is the y C1N ~y CLN respectively reached the observation point via its own secondary sound propagation system 23-1 to 23-L. The transfer function of each secondary sound propagation system 23-1 to 23-L is the product of the constant p ij and the delay term of Δ ij sampling time. In this case, the respective secondary sound propagation systems do not interfere with each other from the other secondary sound propagation systems, and the noise cancellation signal y ain of the other system does not interfere with the certain secondary sound propagation system. An interference system is formed. Further, the diagonal term of the total transfer function matrix (P) becomes a delay element, so that each filter of the filtered X signal generating filter 21b can be realized by only the delay element.

【0051】以上のように、第1のデジタルフィルタ2
1dの伝達関数マトリックス(B)を二次音伝搬系23の
伝達関数マトリックス(C)の逆特性にすると(4)′式よ
り、 (P)(A)(W)=−(H) となる。従って、第2のデジタルフィルタ21eと初期
値が設定された適応フィルタ21aと非干渉系(図11
参照)との総合特性は図12に示すように一次音仮想伝
搬系22の伝搬特性の逆符号特性−Hと等価となる。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。
As described above, the first digital filter 2
When the transfer function matrix (B) of 1d has the inverse characteristic of the transfer function matrix (C) of the secondary sound propagation system 23, (P) (A) (W) =-(H) is obtained from the equation (4) ′. . Therefore, the second digital filter 21e, the adaptive filter 21a having the initial value set, and the non-interference system (see FIG. 11).
(See FIG. 12) is equivalent to the inverse sign characteristic -H of the propagation characteristic of the primary sound virtual propagation system 22 as shown in FIG. Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention can be variously modified according to the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上本発明によれば、適応フィルタの後
段に第1のデジタルフィルタを設け、適応フィルタから
各観測点までのキャンセル音伝搬系をそれぞれ互いに非
干渉となるようにしたから、あるキャンセル音伝搬系に
対して他のキャンセル音伝搬系の騒音キャンセル信号は
非干渉となり観測点における騒音の大小の繰返しがなく
なり、騒音を常時キャンセルできる。又、適応フィルタ
の前段に第2のデジタルフィルタを設け、該第2のデジ
タルフィルタと初期値が設定された適応フィルタと第1
のデジタルフィルタと二次音伝搬系との総合特性が、一
次音伝搬系の伝搬特性の逆符号特性と略等しくなるよう
に設定したから、第2のデジタルフィルタの係数値を適
応フィルタの係数が収束する値(最適値)に近い値に設
定でき、追従性の良好な騒音キャンセルを行うことがで
きる。
As described above, according to the present invention, the first digital filter is provided after the adaptive filter, and the cancel sound propagation systems from the adaptive filter to each observation point are made non-interfering with each other. The noise canceling signals of other canceling sound propagating systems do not interfere with the canceling sound propagating system, and the noises at the observation point do not repeat, and noise can be canceled at all times. Also, a second digital filter is provided in front of the adaptive filter, and the second digital filter, the adaptive filter having an initial value set, and the first digital filter are provided.
Since the total characteristics of the digital filter and the secondary sound propagation system are set to be substantially equal to the inverse sign characteristics of the propagation characteristics of the primary sound propagation system, the coefficient value of the second digital filter is set to the coefficient of the adaptive filter. The value can be set to a value close to the convergent value (optimal value), and noise canceling with good followability can be performed.

【0053】更に本発明によれば、第1のデジタルフィ
ルタ特性を二次音伝搬系の逆フィルタ特性にして非干渉
系を形成するように構成したから、第1のデジタルフィ
ルタと二次音伝搬系の総合伝達関数マトリックスの対角
項は遅延要素のみとなり、このため、騒音キャンセルコ
ントローラにおけるフィルタードX信号作成用フィルタ
を単なる遅延要素のみで実現でき、従来のフィルタード
X信号作成のための畳込み演算が不要となり、その演算
量を削減できる。
Further, according to the present invention, since the first digital filter characteristic is set to the inverse filter characteristic of the secondary sound propagation system to form the non-interference system, the first digital filter and the secondary sound propagation are formed. The diagonal term of the total transfer function matrix of the system is only the delay element. Therefore, the filter for generating the filtered X signal in the noise canceling controller can be realized only by the delay element, and the tatami for the conventional filtered X signal generation can be realized. The complicated calculation becomes unnecessary and the calculation amount can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】第1のデジタルフィルタの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a first digital filter.

【図3】第1のデジタルフィルタの特性決定法説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a characteristic determining method of a first digital filter.

【図4】適応フィルタから観測点までの総合二次音伝搬
系説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a comprehensive secondary sound propagation system from an adaptive filter to an observation point.

【図5】第2のデジタルフィルタの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a second digital filter.

【図6】本発明の適応フィルタの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an adaptive filter of the present invention.

【図7】本発明のフィルタードX信号作成用フィルタの
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a filter for generating a filtered X signal according to the present invention.

【図8】騒音源、スピーカ、観測点が2個の場合におけ
る本発明の騒音キャンセルコントローラの構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of a noise canceling controller of the present invention when there are two noise sources, speakers, and observation points.

【図9】第2のデジタルフィルタの特性決定法説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a characteristic determining method of a second digital filter.

【図10】第2のデジタルフィルタの特性説明図であ
る。
FIG. 10 is a characteristic explanatory diagram of a second digital filter.

【図11】逆フィルタ特性にした場合の総合二次音伝搬
系説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a comprehensive secondary sound propagation system when the inverse filter characteristic is used.

【図12】第2のデジタルフィルタの特性説明図であ
る。
FIG. 12 is a characteristic explanatory diagram of a second digital filter.

【図13】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional noise canceling device.

【図14】騒音キャンセル動作説明用波形図である。FIG. 14 is a waveform diagram for explaining a noise canceling operation.

【図15】騒音源、スピーカ、観測点が複数存在する場
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional noise canceling device when there are a plurality of noise sources, speakers, and observation points.

【図16】一次音仮想伝搬系の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a primary sound virtual propagation system.

【図17】伝達関数マトリックスの各要素を実現するデ
ジタルフィルタの構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a digital filter that realizes each element of a transfer function matrix.

【図18】二次音伝搬系の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a secondary sound propagation system.

【図19】フィルタードX信号作成用フィルタの構成図
である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a filter for generating a filtered X signal.

【図20】適応フィルタの構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram of an adaptive filter.

【図21】騒音源、スピーカ、観測点が2個存在する場
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of a conventional noise canceling device when there are two noise sources, speakers, and observation points.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21・・騒音キャンセルコントローラ 21a・・適応フィルタ 21b・・フィルタードX信号作成用フィルタ 21c・・適応信号処理部 21d・・第1のデジタルフィルタ 21e・・第2のデジタルフィルタ 22・・一次音仮想伝搬系 23・・二次音伝搬系 24・・信号合成部 21 .. Noise canceling controller 21a .. Adaptive filter 21b .. Filtered X signal creation filter 21c .. Adaptive signal processing unit 21d .. First digital filter 21e .. Second digital filter 22 .. Primary sound virtual Propagation system 23 .. Secondary sound propagation system 24 .. Signal synthesizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢田 秀司 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuji Sawada 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama Stock Company Honda R & D Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の観測点における騒音をそれぞれキ
ャンセルするためにキャンセル音を出力すると共に、各
観測点における騒音とキャンセル音との合成音を検出
し、各観測点における合成音信号と騒音源から発生する
騒音に応じた参照信号を入力され、これら信号を用いて
前記各観測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の係数を決定し、該適応
フィルタに騒音信号を入力して得られる複数の騒音キャ
ンセル信号をそれぞれキャンセル音発生源に入力する騒
音キャンセル方式において、 適応フィルタの前後に第1、第2のデジタルフィルタを
設け、 適応フィルタから各観測点までのキャンセル音伝搬系が
それぞれ互いに非干渉となるように、適応フィルタの後
段に設けた第1のデジタルフィルタの特性を設定し、
又、 第2のデジタルフィルタと、係数が初期値に設定された
適応フィルタと、第1のデジタルフィルタと、各キャン
セル音発生源から各観測点までの全体のキャンセル音伝
搬系との総合特性が、各騒音源から各観測点までの全体
の騒音伝搬系の伝搬特性の逆符号特性と略等しくなるよ
うに第2のデジタルフィルタの特性を設定することを特
徴とする騒音キャンセル方式。
1. A cancel sound is output to cancel noise at each of a plurality of observation points, a combined sound of the noise and the cancel sound at each observation point is detected, and a combined sound signal and a noise source at each observation point are detected. The reference signals corresponding to the noise generated from are input, the coefficient of the adaptive filter is determined by performing adaptive signal processing so as to cancel the noise at each of the observation points using these signals, and the noise signal is output to the adaptive filter. In the noise canceling method in which a plurality of noise canceling signals obtained by inputting are input to the canceling sound generation source, the canceling sound from the adaptive filter to each observation point is provided by providing the first and second digital filters before and after the adaptive filter. The characteristics of the first digital filter provided after the adaptive filter are set so that the propagation systems do not interfere with each other. Set,
In addition, the overall characteristics of the second digital filter, the adaptive filter whose coefficient is set to the initial value, the first digital filter, and the entire cancel sound propagation system from each cancel sound source to each observation point are A noise cancellation method characterized in that the characteristic of the second digital filter is set so as to be substantially equal to the inverse sign characteristic of the propagation characteristic of the entire noise propagation system from each noise source to each observation point.
【請求項2】 前記第1のデジタルフィルタ特性を、各
キャンセル音発生源から各観測点までの全体のキャンセ
ル音伝搬系の逆フィルタ特性に設定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。
2. The noise cancellation according to claim 1, wherein the first digital filter characteristic is set to an inverse filter characteristic of an entire cancellation sound propagation system from each cancellation sound generation source to each observation point. method.
JP19522092A 1992-07-22 1992-07-22 Noise cancellation method Expired - Fee Related JP3405743B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19522092A JP3405743B2 (en) 1992-07-22 1992-07-22 Noise cancellation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19522092A JP3405743B2 (en) 1992-07-22 1992-07-22 Noise cancellation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0635486A true JPH0635486A (en) 1994-02-10
JP3405743B2 JP3405743B2 (en) 2003-05-12

Family

ID=16337468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19522092A Expired - Fee Related JP3405743B2 (en) 1992-07-22 1992-07-22 Noise cancellation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3405743B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3405743B2 (en) 2003-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5524057A (en) Noise-canceling apparatus
US5410606A (en) Noise canceling method
CN101814905B (en) System for active noise control with parallel adaptive filter configuration
US5699437A (en) Active noise control system using phased-array sensors
CN107071635A (en) Audio strengthens
Ho et al. Time-division multiple reference approach for multiple-channel active noise control system
JPH0728474A (en) Noise cancel system
JP3380571B2 (en) Noise canceling device
JP3405743B2 (en) Noise cancellation method
JP3405742B2 (en) Noise cancellation method
JPH06266374A (en) Noise cancellation system
JPH06195089A (en) Noise cancellation system
JP3383325B2 (en) Noise cancellation method
JP3439228B2 (en) Noise canceling device
JP3431932B2 (en) Noise cancellation method
JP3532583B2 (en) Noise cancellation method
JPH0635480A (en) Noise canceling device
JP3502112B2 (en) Noise canceling device
JPH0659681A (en) Noise canceling system
JP3439229B2 (en) Noise cancellation method
JP3432845B2 (en) Noise cancellation method
JPH0627967A (en) Noise canceling device
JPH06195088A (en) Noise cancellation system
JP3406627B2 (en) Noise cancellation method
JPH07287586A (en) Noise erasure device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030218

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees