JPH07160508A - Filter coefficient deciding method for adaptive filter - Google Patents

Filter coefficient deciding method for adaptive filter

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JPH07160508A
JPH07160508A JP5341607A JP34160793A JPH07160508A JP H07160508 A JPH07160508 A JP H07160508A JP 5341607 A JP5341607 A JP 5341607A JP 34160793 A JP34160793 A JP 34160793A JP H07160508 A JPH07160508 A JP H07160508A
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JP
Japan
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filter
noise
filter coefficient
error
adaptive filter
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Withdrawn
Application number
JP5341607A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Ohashi
正 大橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To accelerate the study of a filter coefficient by using a fuzzy theory concerning the filter coefficient deciding method for adaptive filter using a Filtered-X/NLMS algorithm based on the fuzzy theory. CONSTITUTION:A device temperature Ta, error signal E to be inputted to the coefficient arithmetic part of the adaptive filter, step gain K and impulse response sample value a(t) of an error diffusion system are respectively defined by a membership function, control rules with the device temperature Ta and the error signal E as an antecedent part and with the step gain K and the impulse response sample value a(t) as a consequent part are defined, the step gain K and the impulse response sample value a(t) are calculated from the states of the device temperature Ta and the error signal E by the fuzzy theory and based on that calculated result, the filter coefficient of the adaptive filter is decided.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はファジイ理論に基づくFi
ltered−X/NLMSアルゴリズムを用いた適応フィル
タのフィルタ係数決定方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention is based on the fuzzy theory of Fi.
The present invention relates to a method for determining a filter coefficient of an adaptive filter using the ltered-X / NLMS algorithm.

【0002】本発明のフィルタ係数決定方法は、フィル
タ係数の適応アルゴリズムにFiltered−X/NLMSア
ルゴリズムを用いる適応形FIRディジタルフィルタ
(以下、単に適応フィルタと称する)を用いたあらゆる
電子機器に利用することができる。
The filter coefficient determination method of the present invention can be used for any electronic equipment using an adaptive FIR digital filter (hereinafter, simply referred to as an adaptive filter) which uses a Filtered-X / NLMS algorithm as an adaptive algorithm of the filter coefficient. You can

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、事務所等における作業環境を改善
するために、情報処理機器等の発する騒音を低減するこ
とが要求されており、この騒音低減技術として能動騒音
制御技術が注目されている。この能動騒音制御の原理は
騒音と同振幅・逆位相の疑似騒音を適応フィルタで生成
し、これを騒音に重ね合わせることによってその騒音を
打ち消すものであり、特にこれまでの受動的な騒音低減
対策では抑制困難な低い周波数成分の騒音の抑制に大き
な効果が期待できる。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to improve the working environment in an office or the like, it has been required to reduce the noise generated by information processing equipment and the like, and active noise control technology has attracted attention as this noise reduction technology. . The principle of this active noise control is to generate a pseudo noise with the same amplitude and opposite phase as the noise with an adaptive filter, and to cancel the noise by superimposing it on the noise. It can be expected to have a great effect on suppressing low-frequency noise that is difficult to suppress.

【0004】この能動騒音制御の中心となる技術は、騒
音と同振幅・逆位相の疑似騒音を合成する適応フィルタ
のフィルタ係数を算出する適応アルゴリズムであり、そ
の最も代表的な適応アルゴリズムとしてFiltered−X/
LMS(Least mean squares)法が知られている。LMS
法では、適応フィルタのフィルタ係数は、騒音の低減を
求める位置に置かれた誤差検出用のマイクロホンの入
力、すなわち騒音と疑似騒音との相殺音(誤差)が最小
になるように修正されつつ算出される。
The main technique of this active noise control is an adaptive algorithm for calculating the filter coefficient of an adaptive filter for synthesizing pseudo noise having the same amplitude and opposite phase as noise, and the most typical adaptive algorithm is Filtered-. X /
The LMS (Least mean squares) method is known. LMS
In the method, the filter coefficient of the adaptive filter is calculated while being corrected so that the input of the error detection microphone placed at the position where noise reduction is sought, that is, the canceling noise (error) between noise and pseudo noise is minimized. To be done.

【0005】しかしながら、能動騒音制御においては、
その誤差が誤差検出用のマイクロホンを介して間接的に
しか観測され得ないことに問題があり、この誤差検出マ
イクロホンを経て適応アルゴリズムに到る伝達系(この
伝達系は誤差を時間軸方向に散乱させることから、ここ
では誤差散乱系と称する)が1と近似できない場合に
は、この伝達系を模擬するフィルタ(散乱推定フィルタ
と称する)をLMS法による処理に前置することが必要
となる。この適応アルゴリズムがFiltered−X/LMS
法である。
However, in active noise control,
There is a problem that the error can only be observed indirectly through the error detection microphone, and the transfer system that reaches the adaptive algorithm via this error detection microphone (this transfer system scatters the error in the time axis direction). Therefore, when the error scattering system here cannot be approximated to 1, it is necessary to pre-process the LMS method with a filter simulating this transmission system (referred to as a scattering estimation filter). This adaptive algorithm is Filtered-X / LMS
Is the law.

【0006】図6にはこのFiltered−X/LMS法を適
応アルゴリズムに用いた能動騒音制御システムの制御系
が示される。図6に示されるように、騒音消去フィルタ
1、回り込みフィルタ2、散乱推定フィルタ3、演算制
御部4、スピーカ5、騒音検出マイクロホン6、誤差検
出マイクロホン7などを含み構成される。8は騒音を消
去する経路となる騒音消去用のダクトで、騒音源となる
機器内部で発生する熱の排気用のダクトを兼ねるもので
ある。
FIG. 6 shows a control system of an active noise control system using the Filtered-X / LMS method as an adaptive algorithm. As shown in FIG. 6, the noise elimination filter 1, the wraparound filter 2, the scattering estimation filter 3, the calculation control unit 4, the speaker 5, the noise detection microphone 6, the error detection microphone 7, and the like are configured. Reference numeral 8 denotes a noise erasing duct that serves as a path for erasing noise, and also serves as a duct for exhausting heat generated inside the device that is the noise source.

【0007】騒音検出マイクロホン6はダクト8内の騒
音源側に設置されて騒音を検出する。騒音消去フィルタ
1はこのマイクロホン6で検出した騒音を参照信号とし
て、騒音と同振幅・逆位相の疑似騒音を生成するFIR
フィルタであり、マイクロホン6からスピーカ5までの
騒音の伝達系Aを模擬するものである。
The noise detection microphone 6 is installed on the noise source side in the duct 8 to detect noise. The noise elimination filter 1 uses the noise detected by the microphone 6 as a reference signal to generate a pseudo noise having the same amplitude and opposite phase as the noise.
It is a filter and simulates a noise transmission system A from the microphone 6 to the speaker 5.

【0008】スピーカ5は騒音消去フィルタ1で生成し
た疑似騒音を電気/音響変換し、音響となった疑似騒音
をダクト8内の伝達系Aを伝搬した騒音に重ね合わせる
ためのものである。誤差検出マイクロホン7は消去しき
れなかった誤差音(=騒音−疑似騒音)を騒音消去フィ
ルタ1のフィルタ係数更新を行うために検出するマイク
ロホンである。このマイクロホン7からの誤差信号は演
算制御部4に入力される。
The speaker 5 is for electrically / acoustic converting the pseudo noise generated by the noise elimination filter 1, and superimposing the pseudo noise that has become acoustic on the noise that has propagated through the transmission system A in the duct 8. The error detection microphone 7 is a microphone that detects an error sound (= noise-pseudo noise) that cannot be completely erased in order to update the filter coefficient of the noise elimination filter 1. The error signal from the microphone 7 is input to the arithmetic control unit 4.

【0009】散乱推定フィルタ3は、騒音消去フィルタ
1のフィルタ係数の適応アルゴリズムにおいて、誤差検
出マイクロホン7を経て演算制御部4に到る伝達系B
(前述した誤差散乱系)の影響を考慮するために、この
伝達系Bを模擬するためのFIRフィルタである。
In the adaptive algorithm of the filter coefficient of the noise canceling filter 1, the scattering estimation filter 3 passes through the error detection microphone 7 and reaches the calculation control unit 4 in the transmission system B.
This is an FIR filter for simulating this transfer system B in order to consider the influence of the above-mentioned error scattering system.

【0010】演算制御部4は散乱推定フィルタ3の出力
とマイクロホン7の誤差信号に基づいて、Filtered−X
/LMS法に従って騒音消去フィルタ1のフィルタ係数
更新のための演算を行い、制御する回路である。
Based on the output of the scattering estimation filter 3 and the error signal of the microphone 7, the arithmetic control unit 4 executes Filtered-X.
A circuit for performing and controlling calculation for updating the filter coefficient of the noise elimination filter 1 according to the / LMS method.

【0011】回り込み防止フィルタ2は、騒音の伝達系
Aを逆に辿る伝達系Cを模擬するためのフィルタであ
る。騒音低減装置では、スピーカ5から放音された疑似
騒音が伝達系Cを伝搬して騒音検出マイクロホン6に回
り込み、それが騒音消去フィルタ1に入力されると、騒
音消去フィルタ1での正確な消去音の生成が妨げられる
ので、この伝達系Cを回り込みフィルタ2で模擬し、騒
音消去用フィルタ1からの疑似騒音をこの回り込みフィ
ルタ2を通して疑似回り込み音を生成し、それを騒音検
出用マイクロホン6の検出信号(=騒音+回り込み音)
から引くことで、伝達系Cを経た回り込み音の影響を除
去するものである。
The sneak-in prevention filter 2 is a filter for simulating a transmission system C that reversely traces the noise transmission system A. In the noise reduction device, the pseudo noise emitted from the speaker 5 propagates through the transmission system C and enters the noise detection microphone 6, and when it is input to the noise elimination filter 1, the noise elimination filter 1 accurately eliminates the noise. Since the generation of sound is hindered, the transfer system C is simulated by the sneak filter 2, the pseudo noise from the noise elimination filter 1 is generated through the sneak filter 2, and the pseudo sneak sound is generated by the noise detection microphone 6. Detection signal (= noise + wraparound sound)
The effect of the rounding sound passing through the transmission system C is removed by subtracting from.

【0012】このFiltered−X/LMS法を更に進めた
方法として、Filtered−X/NLMS(Normalized L
MS)法がある。このFiltered−X/NLMS法の収束
条件に関しては、電子情報通信学会 信学技法,EA9
3−10,1993年5月発行,の33〜38頁に掲載
された藤井等の「Filtered−X/NLMS法の収束に関
する検討」がある。
As a method that further advances this Filtered-X / LMS method, Filtered-X / NLMS (Normalized LMS) is used.
MS) method. Concerning the convergence condition of this Filtered-X / NLMS method, the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, IEEJ, EA9
3-10, May 1993, pages 33-38, Fujii et al., "Study on convergence of Filtered-X / NLMS method".

【0013】同報告によれば、図7のFiltered−X/N
LMS法による適応フィルタの推定系に示されるよう
に、Filtered−X/NLMS法は、未知系(=伝達系
A)の出力gi と適応フィルタの出力Gi ( =騒音消去
フィルタ1の疑似騒音) との差分、すなわち誤差E
i (=誤差検出マイクロホン7の誤差信号) が誤差散乱
系(=伝達系B)を介してしか得られないような系に適
用されるフィルタ係数の逐次更新アルゴリズムの一つ
で、その特徴は誤差Ej を時間軸の方向に拡散させる誤
差散乱系を模擬した散乱推定フィルタをNLMS法に前
置した点にある。
According to the report, Filtered-X / N shown in FIG.
As shown in the estimation system of the adaptive filter according to the LMS method, Filtered-X / NLMS method, the unknown system output g i and the output G i (= pseudo noise noise cancellation filter 1 of the adaptive filter (= transmission system A) ) With the error E
i (= error signal of the error detection microphone 7) is one of the filter coefficient successive update algorithms applied to a system that can be obtained only through the error scattering system (= transmission system B). The point is that a scattering estimation filter simulating an error scattering system for diffusing E j in the direction of the time axis is placed before the NLMS method.

【0014】この系の適応フィルタのフィルタ係数の更
新式は、適応フィルタの第m番目のタップ係数に対する
時刻j+1における推定値Hj+1(m)を与える式は、 Hj+1 (m) =Hj (m) +Kej j (m) /ΣYj 2 (i) ・・・(1) と書き表される。但し、Yj は散乱推定フィルタの出
力、ej は誤差Ej が誤差散乱系の影響を受けたもの、
Kはステップゲイン、Σはi=1 〜Iの累積加算、Iは
適応フィルタのタップ数である。
[0014] update equation of the filter coefficients of the adaptive filter in this system, expression yielding an estimate H j + 1 (m) at time j + 1 for the m-th tap coefficient of the adaptive filter, H j + 1 (m) = H j (m) + Ke j Y j (m) / ΣY j 2 (i) (1) However, Y j is the output of the scattering estimation filter, e j is the error E j affected by the error scattering system,
K is a step gain, Σ is cumulative addition of i = 1 to I, and I is the number of taps of the adaptive filter.

【0015】図8の〔A〕にはこのFiltered−X/NL
MS法をT次巡回形フィルタ表現したものが示され、ま
た同図の〔B〕にはNLMS法を一次巡回形フィルタ表
現したものが示される。通常のNLMS法は、図8の
〔B〕示す一次巡回形フィルタをM=1〜IのI個構成
する。従って、推定誤差はその一つの一次巡回形フィル
タの出力に生じた推定誤差のI個分の和として計算され
る。この和はさらに、個々の一次巡回形フィルタに共通
する平均的な仮想フィルタを考えれば、そのフィルタご
とに生じた推定誤差の加算としてではなく、そのI個の
仮想フィルタの出力に生じた推定誤差のI倍ともでき
る。
This Filtered-X / NL is shown in FIG.
A T-th order cyclic filter expression of the MS method is shown, and a first-order cyclic filter expression of the NLMS method is shown in FIG. In the normal NLMS method, the first-order cyclic filter shown in FIG. Therefore, the estimation error is calculated as the sum of I estimation errors generated in the output of the first-order cyclic filter. Further, this sum is not an addition of the estimation error generated for each filter when considering an average virtual filter common to the individual first-order recursive filters, but an estimation error generated at the output of the I virtual filters. It can also be I times.

【0016】この仮想フィルタの考え方をFiltered−X
/NLMS法が構成するT次巡回形フィルタにも適用し
て、m=1〜Iに共通する平均的な仮想T次巡回フィル
タのフィルタ係数αj (t) を計算すると、 αj (t) =K〔a2 (t) ΣXj-1 2(i)+ Σa(t) Xj-1 (i) Σuta(u) Xj-u (i) 〕/〔IΣYj 2 (i) 〕 ・・・(2) と表される。但し、a(t) は誤差散乱系のインパルス応
答の標本値、Σutはu=tを除くu=0〜T−1の累積
加算である。すなわち、通常のNLMS法ではその仮想
フィルタの係数は定数になったのに対して、Filtered−
X/NLMS法では確率変数として与えられることにな
る。この仮想フィルタ係数αに基づいて、騒音消去フィ
ルタ1のフィルタ係数を決定することができる
The concept of this virtual filter is Filtered-X
When the average filter coefficient α j (t) of the virtual virtual T-th order cyclic filter common to m = 1 to I is calculated by applying it to the T-th order cyclic filter formed by the / NLMS method, α j (t) = K [a 2 (t) ΣX j-1 2 (i) + Σa (t) X j-1 (i) Σ ut a (u) X ju (i)] / [IΣY j 2 (i)] -It is expressed as (2). Here, a (t) is a sample value of the impulse response of the error scattering system, and Σ ut is a cumulative addition of u = 0 to T−1 excluding u = t. That is, in the normal NLMS method, the coefficient of the virtual filter becomes a constant, whereas in the Filtered-
In the X / NLMS method, it will be given as a random variable. The filter coefficient of the noise elimination filter 1 can be determined based on the virtual filter coefficient α.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】同報告によれば、Filt
ered−X/NLMS法の学習に関しての収束条件は、 安定したFIR形フィルタの利得1の低域フィルタを
形成し、 推定誤差に関する巡回閉路の利得が1未満になる、こ
とであるが、従来はこの条件を満たために、上記の仮想
フィルタのフィルタ係数α(t) の式(2)のごとく、ス
テップゲインKとインパルス応答の標本値a(t) を固定
値として持っていた。このため、温度変動や活性保守時
などの環境変化があると、上述のとの収束条件を満
たしにくく、収束の精度および収束速度が不定となり、
フィルタ係数の学習に非常に時間がかかるという問題点
がある。
According to the report, Filt
The convergence condition regarding the learning of the ered-X / NLMS method is that a stable low-pass filter with a gain of 1 is formed in the FIR filter, and the gain of the cyclic circuit with respect to the estimation error is less than 1. In order to satisfy this condition, the step gain K and the sampled value a (t) of the impulse response are held as fixed values as shown in the equation (2) of the filter coefficient α (t) of the virtual filter. Therefore, if there is a change in the environment such as temperature fluctuations or active maintenance, it is difficult to satisfy the convergence conditions with the above, and the convergence accuracy and convergence speed become undefined.
There is a problem that learning filter coefficients takes a very long time.

【0018】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、ファジイ理論を用
いることでFiltered−X/NLMS法のフィルタ係数の
学習を高速化することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to speed up learning of filter coefficients in the Filtered-X / NLMS method by using fuzzy theory.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。本発明に係る適応フィルタのフィルタ係
数決定方法は、フィルタ係数を算出するアルゴリズムと
して誤差散乱系を考慮したFiltered−X/NLMS法を
用いる適応フィルタのフィルタ係数決定方法であって、
装置温度Ta と適応フィルタの係数演算部に入力される
誤差信号Eをそれぞれメンバーシップ関数で定義し、ス
テップゲインKと誤差散乱系のインパルス応答標本値a
(t) をそれぞれメンバーシップ関数で定義し、装置温度
Ta と誤差信号Eを前件部、ステップゲインKとインパ
ルス応答標本値a(t) を後件部とする制御規則を定義
し、装置温度Ta と誤差信号Eの状態からステップゲイ
ンKとインパルス応答標本値a(t) をファジイ推論で求
め、その求めた結果に基づいて適応フィルタのフィルタ
係数を決定するものである。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. A filter coefficient determination method for an adaptive filter according to the present invention is a filter coefficient determination method for an adaptive filter that uses a Filtered-X / NLMS method considering an error scattering system as an algorithm for calculating a filter coefficient,
The device temperature Ta and the error signal E input to the coefficient calculation unit of the adaptive filter are defined by membership functions, and the step gain K and the impulse response sample value a of the error scattering system are defined.
(t) is defined by a membership function, and a control rule is defined in which the device temperature Ta and the error signal E are the antecedent part, and the step gain K and the impulse response sample value a (t) are the antecedent part. The step gain K and the impulse response sample value a (t) are obtained from the state of Ta and the error signal E by fuzzy inference, and the filter coefficient of the adaptive filter is determined based on the obtained result.

【0020】上述の適応フィルタのフィルタ係数決定方
法は、騒音と同振幅・逆位相の疑似騒音を適応フィルタ
で生成しその疑似騒音を用いて騒音を抑制する能動騒音
制御システムに適用でき、その際には、該騒音と該疑似
騒音の誤差を該誤差信号として用いる。
The filter coefficient determination method of the adaptive filter described above can be applied to an active noise control system in which pseudo noise having the same amplitude and opposite phase as noise is generated by the adaptive filter and the noise is suppressed by using the pseudo noise. , The error between the noise and the pseudo noise is used as the error signal.

【0021】[0021]

【作用】適応フィルタのフィルタ係数は結局のところス
テップゲインKと誤差散乱系のインパルス応答標本値a
(t) に基づいて決定することができる。そこで、このス
テップゲインとインパルス応答標本値a(t) を、装置温
度Ta と誤差信号Eを入力とし所定の制御規則に従って
ファジイ推論で求める。これによりフィルタ係数を速や
かに決定することができる。
The filter coefficient of the adaptive filter is ultimately the step gain K and the impulse response sample value a of the error scattering system.
It can be decided based on (t). Therefore, the step gain and the impulse response sample value a (t) are obtained by fuzzy reasoning according to a predetermined control rule with the device temperature Ta and the error signal E as inputs. Thereby, the filter coefficient can be quickly determined.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。ここでは、本発明の一実施例として、図6に示す
能動騒音制御システムにおいて適応フィルタのフィルタ
係数決定方法を適用するものとする。またFiltered−X
/NLMS法によるフィルタ係数の推定系は図7に示す
ようになるものとする。能動騒音制御システムでは、前
述の仮想フィルタ係数α(t) を決定する式(2)を参照
すると、この仮想フィルタ係数α(t) は結局はステップ
ゲインKとインパルス応答標本値a(t) の関数、すなわ
ち、 α(t) =F〔K,a(t) 〕 であることが分かる。したがって、ステップゲインKと
インパルス応答標本値a(t) が求まれば、騒音消去フィ
ルタ1のフィルタ係数を決定することができる。よって
本発明では、演算制御部4においてファジイ理論を用い
てこれらのステップゲインKとインパルス応答標本値a
(t) の最適値を求める。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, as an embodiment of the present invention, the filter coefficient determination method of the adaptive filter is applied to the active noise control system shown in FIG. Also Filtered-X
The estimation system of the filter coefficient by the / NLMS method is as shown in FIG. In the active noise control system, referring to the above equation (2) for determining the virtual filter coefficient α (t), this virtual filter coefficient α (t) is eventually calculated by the step gain K and the impulse response sample value a (t). It can be seen that the function, that is, α (t) = F [K, a (t)]. Therefore, if the step gain K and the impulse response sample value a (t) are obtained, the filter coefficient of the noise elimination filter 1 can be determined. Therefore, in the present invention, the step controller K and the impulse response sample value a are calculated by using the fuzzy theory in the arithmetic control unit 4.
Find the optimal value of (t).

【0023】図2には演算制御部4においてステップゲ
インKとインパルス応答標本値a(t) を求める論理の概
念が示される。ステップゲインKとインパルス応答標本
値a(t) は装置温度Ta と誤差検出マイクロホン7から
の誤差信号Eの関数と考えることができる。そこで、装
置温度Ta を図3の(A)に示されるようにメンバーシ
ップ関数でファジイ表現し、装置温度Ta の状態として
低温、普通温、高温の三つのメンバーシップ関数を定義
する。同様に、誤差信号Eを図3の(B)に示されるよ
うにメンバーシップ関数でファジイ表現し、誤差信号E
の状態として誤差小、誤差普通、誤差大の三つのメンバ
ーシップ関数を定義する。
FIG. 2 shows the concept of the logic for obtaining the step gain K and the impulse response sample value a (t) in the arithmetic control unit 4. The step gain K and the impulse response sample value a (t) can be considered as a function of the device temperature Ta and the error signal E from the error detection microphone 7. Therefore, the apparatus temperature Ta is fuzzy expressed by a membership function as shown in FIG. 3A, and three membership functions of low temperature, normal temperature and high temperature are defined as the state of the apparatus temperature Ta. Similarly, the error signal E is fuzzy expressed by a membership function as shown in FIG.
We define three membership functions with small error, ordinary error, and large error as states of.

【0024】また図4の(A)に示されるように、ステ
ップゲインKを確率変数からファジイ変数にかえ、ステ
ップゲインKを「小さくせよ」、「普通にせよ」、「大
きくせよ」の三つの状態のメンバーシップ関数で定義す
る。同様に図4の(B)に示されるように、インパルス
応答の標本値a(t) を確率変数からファジイ変数にか
え、インパルス応答標本値a(t) を「小さくせよ」、
「普通にせよ」、「大きくせよ」の三つの状態のメンバ
ーシップ関数で定義する。
Further, as shown in FIG. 4A, the step gain K is changed from a random variable to a fuzzy variable, and the step gain K is divided into three values: "small", "normal", and "large". Defined by the membership function of the state. Similarly, as shown in (B) of FIG. 4, the impulse response sample value a (t) is changed from a random variable to a fuzzy variable, and the impulse response sample value a (t) is “decreased”.
It is defined by a membership function with three states, "do it normally" and "do it big".

【0025】また、制御規則を IF(○○)THEN
(△△)の形式で定義する。例えば、 IF(装置温度Ta が大、誤差信号Eが普通)THE
N(ステップゲインKを普通にせよ、インパルス応答標
本値a(t) を大きくせよ) IF(装置温度Ta が普通、誤差信号Eが大)THE
N(ステップゲインKを小さくせよ、インパルス応答標
本値a(t) を大きくせよ) などのように、入力となる装置温度Ta と誤差信号Eの
全ての状態の組合せに対して出力となるステップゲイン
Kとインパルス応答標本値a(t) のとるべき状態を制御
規則として定義する。この定義は経験則に従って行われ
る。なお、ここでIF以下の(○○)を前件部、THE
N以下の(△△)を後件部と呼ぶ。
The control rule is IF (○○) THEN
Define in the form of (△△). For example, IF (device temperature Ta is large, error signal E is normal) THE
N (normalize step gain K, increase impulse response sample value a (t)) IF (normal device temperature Ta, large error signal E) THE
N (decrease the step gain K or increase the impulse response sample value a (t)) As described above, the states to be taken by the step gain K and the impulse response sample value a (t) that are output for all combinations of the input device temperature Ta and the error signal E are defined as control rules. This definition is made according to a rule of thumb. In addition, here (○○) below IF is the antecedent part, THE
A value equal to or less than N (ΔΔ) is called a consequent part.

【0026】このようにすることで、入力となる装置温
度Ta と誤差信号Eのレベルに対して、ステップゲイン
Kとインパルス応答標本値a(t) を速やかに決定するこ
とができる。そして、演算制御部4は、この決定したス
テップゲインKとインパルス応答標本値a(t) に基づい
て、仮想フィルタのフィルタ係数α(t) を算出し、それ
に基づいて騒音消去フィルタ1のフィルタ係数を速やか
に決定し、制御を行うことができる。
By doing so, the step gain K and the impulse response sample value a (t) can be promptly determined with respect to the input device temperature Ta and the level of the error signal E. Then, the arithmetic control unit 4 calculates the filter coefficient α (t) of the virtual filter based on the determined step gain K and the impulse response sample value a (t), and based on that, the filter coefficient of the noise elimination filter 1 is calculated. Can be promptly determined and controlled.

【0027】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば情報処理機器などでは、吸気用の
ダクトと排気用のダクトを設けてその両者に能動騒音制
御システムを取り付けることがあり、この場合、各系統
のシステムが相手系統の状態により互いに影響されるこ
とがあるが、このような2系統のシステムに対しても本
発明の適応フィルタ係数決定方法を適用できる。図5は
かかるシステムを示したもので、各系統#1、#2で
は、自系統の装置温度と誤差信号の他に相手系統の装置
温度も入力とし、それら自系統の装置温度と誤差信号お
よび相手系統の装置温度の状態の全ての組合せに対して
自系統のステップゲインKとインパルス応答標本値a
(t) のとるべき状態を制御規則で定義している。
Various modifications are possible in carrying out the present invention. For example, in information processing equipment, an intake air duct and an exhaust air duct may be provided and an active noise control system may be attached to both ducts. In this case, the systems of each system may be affected by the state of the other system. However, the adaptive filter coefficient determination method of the present invention can be applied to such a two-system system. FIG. 5 shows such a system. In each of the systems # 1 and # 2, in addition to the device temperature of the own system and the error signal, the device temperature of the partner system is also input, and the device temperature of the own system and the error signal The step gain K and impulse response sample value a of the own system for all combinations of the device temperature states of the partner system
The control rule defines the state that (t) should take.

【0028】また、上述の実施例では本発明のフィルタ
係数決定方法を能動騒音制御システムに適用した場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限られるものではな
く、例えば各種のエコーキャンセラ、ノイズキャンセ
ラ、ゴーストキャンセラ、能動振動制御システム、能動
サスペンションなどの、不要信号を消去する疑似信号の
生成に適用フィルタを使用するシステムにおいて、その
適用フィルタの係数を算出する適応アルゴリズムとして
Filtered−X/NLMS法を用いている場合に本発明を
適用することができる。
Further, although the case where the filter coefficient determination method of the present invention is applied to the active noise control system has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and for example, various echo cancellers, noise cancellers, As an adaptive algorithm that calculates the coefficient of the applied filter in the system that uses the applied filter to generate the pseudo signal that eliminates unnecessary signals, such as ghost canceller, active vibration control system, and active suspension.
The present invention can be applied when the Filtered-X / NLMS method is used.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ファジイ理論を用いることにより適応フィルタのフ
ィルタ係数を速やかに決定することができる。これによ
り負荷の変動や外乱に対応して安定した適応制御が可能
となり、システムの立上げ、立下げに対して高速な制御
が可能である。本発明を例えば能動騒音制御システムに
適応した場合、温度変動等の環境変化に対しても安定な
騒音の消去が可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to quickly determine the filter coefficient of the adaptive filter by using the fuzzy theory. This enables stable adaptive control in response to load fluctuations and disturbances, and enables high-speed control for system startup and shutdown. When the present invention is applied to, for example, an active noise control system, stable noise elimination is possible even with environmental changes such as temperature fluctuations.

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

【図1】本発明に係る原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の一実施例としての適応フィルタ係数決
定方法の概念を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of an adaptive filter coefficient determination method according to an embodiment of the present invention.

【図3】実施例で用いる入力側のメンバーシップ関数を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a membership function on the input side used in the embodiment.

【図4】実施例で用いる出力側のメンバーシップ関数を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a membership function on the output side used in the embodiment.

【図5】本発明の他の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】能動騒音制御システムの制御系を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a control system of an active noise control system.

【図7】Filtered−X/NLMS法による適応フィルタ
係数の推定系を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an estimation system of adaptive filter coefficients by a Filtered-X / NLMS method.

【図8】Filtered−X/NLMS法の巡回形フィルタ表
現を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a recursive filter expression of a Filtered-X / NLMS method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 騒音消去フィルタ 2 回り込みフィルタ 3 散乱推定フィルタ 4 演算制御部 5 スピーカ 6 騒音検出マイクロホン 7 誤差検出マイクロホン 8 ダクト 1 Noise Elimination Filter 2 Loop Filter 3 Scattering Estimating Filter 4 Calculation Control Unit 5 Speaker 6 Noise Detection Microphone 7 Error Detection Microphone 8 Duct

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フィルタ係数を算出するアルゴリズムと
して誤差散乱系を考慮したFiltered−X/NLMS法を
用いる適応フィルタのフィルタ係数決定方法であって、 装置温度(Ta )と該適応フィルタの係数演算部に入力
される誤差信号(E)をそれぞれメンバーシップ関数で
定義し、 ステップゲイン(K)と誤差散乱系のインパルス応答標
本値(a(t) )をそれぞれメンバーシップ関数で定義
し、 該装置温度と誤差信号を前件部、該ステップゲインとイ
ンパルス応答標本値を後件部とする制御規則を定義し、 該装置温度と誤差信号の状態からステップゲインとイン
パルス応答標本値をファジイ推論で求め、その求めた結
果に基づいて適応フィルタのフィルタ係数を決定する適
応フィルタのフィルタ係数決定方法。
1. A method for determining a filter coefficient of an adaptive filter, which uses a Filtered-X / NLMS method in which an error scattering system is considered as an algorithm for calculating a filter coefficient, wherein a device temperature (Ta) and a coefficient calculation unit of the adaptive filter. The error signal (E) input to each is defined by the membership function, the step gain (K) and the impulse response sample value (a (t)) of the error scattering system are defined by the membership function, and the apparatus temperature And an error signal as the antecedent part, the step gain and the impulse response sample value as the consequent part are defined, and the step gain and the impulse response sample value are obtained by fuzzy inference from the device temperature and the state of the error signal, A filter coefficient determining method for an adaptive filter, which determines a filter coefficient of an adaptive filter based on the obtained result.
【請求項2】 騒音と同振幅・逆位相の疑似騒音を適応
フィルタで生成し該疑似騒音を用いて該騒音を抑制する
能動騒音制御システムに適用され、該騒音と該疑似騒音
の誤差を該誤差信号として用いる請求項1記載の適応フ
ィルタのフィルタ係数決定方法。
2. The present invention is applied to an active noise control system in which pseudo noise having the same amplitude and opposite phase as noise is generated by an adaptive filter, and the pseudo noise is used to suppress the noise. The method for determining a filter coefficient of an adaptive filter according to claim 1, which is used as an error signal.
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