JPH08234767A - Noise eliminating device - Google Patents

Noise eliminating device

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Publication number
JPH08234767A
JPH08234767A JP7039720A JP3972095A JPH08234767A JP H08234767 A JPH08234767 A JP H08234767A JP 7039720 A JP7039720 A JP 7039720A JP 3972095 A JP3972095 A JP 3972095A JP H08234767 A JPH08234767 A JP H08234767A
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JP
Japan
Prior art keywords
noise
signal
residual noise
residual
control sound
Prior art date
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Pending
Application number
JP7039720A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Okashita
和彦 岡下
Junichi Matsuzaki
純一 松崎
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP7039720A priority Critical patent/JPH08234767A/en
Publication of JPH08234767A publication Critical patent/JPH08234767A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To move a position to be noise-eliminated optionally and to contribute also to the comfort of housing sound environment. CONSTITUTION: A sensor microphone detects a noise coming into a house to output a noise signal. Plural error microphones 51 , 52 respectively detect residual noises that the coming noise is canceled by interference with a control sound radiated from a loud speaker 1 to be remained to output residual noise signals. Amplifiers 131 , 132 are constituted so as to be set and adjusted to prescribed amplification degrees individually independently, and they amplify the residual noise signals outputted from the corresponding error microphones 51 , 52 at respectively independently set amplification degrees. A space area to be noise- eliminated is specified from a ratio between voltage effective values of plural residual noise signals after amplification. A resident can move the space area to be noise-eliminated to another place by individually independently setting and adjusting the amplification degrees of the amplifiers 131 , 132 at need.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、消音装置に係り、詳
しくは、住空間等に到来する騒音を能動的に消音するた
めの消音装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a muffling device, and more particularly to a muffling device for actively muffling noise arriving in a living space or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の消音装置としては、例え
ば、特開平5−181487号公報に記載のものが知ら
れている。この従来装置は、図7に概略的に示すよう
に、航空機や自動車等の客室に到来するエンジン音等の
騒音(一次音)を、客室に配備されたラウドスピーカ1
から上記騒音と同振幅で逆位相の制御音(二次音)を座
席に向けて放射することにより騒音を干渉で打ち消す仕
組みとなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of silencer, for example, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-181487 is known. As shown schematically in FIG. 7, this conventional device uses a loudspeaker 1 installed in a passenger room to generate noise (primary sound) such as an engine sound that arrives in a passenger room of an aircraft or an automobile.
Therefore, by radiating a control sound (secondary sound) having the same amplitude and opposite phase as the above noise toward the seat, the noise is canceled by interference.

【0003】客室内のエンジン側には、騒音検出手段と
してのセンサマイク2が取り付けられており、このセン
サマイク2は、エンジン音の音圧レベルを検出して騒音
信号SMに変換する。この騒音信号SMは、コントロー
ラ3に入力される。一方、座席4に腰を降ろす乗客の左
右の耳元には、制御音によって干渉されて低減される騒
音(残留騒音)の音圧レベルを検出して残留騒音信号E
M1,EM2に変換するエラーマイク51,52が設けら
れている。この残留騒音信号EM1,EM2は、コント
ローラ3に入力される。コントローラ3は、図8に示す
ように、デジタル信号処理を行う信号処理部31と、周
辺回路を構成する増幅器321,322,323,324
ローパスフィルタ(以下、LPFという)331,3
2,333,334、アナログ/デジタル変換器(以
下、A/Dコンバータという)341,342,343
デジタル/アナログ変換器(以下、D/Aコンバータと
いう)35とからなっていて、入力される騒音信号SM
と残留騒音信号EM1,EM2とに基づいて、ラウドス
ピーカ(制御音源)1とエラーマイク51,52との間の
伝達関数を含む適応制御アルゴリズムを用いてラウドス
ピーカ1を駆動する制御音信号SPを生成することによ
り、常にエラーマイク51,52の位置(すなわち、乗客
の左右の耳元)での騒音の大きさが最小となるように適
応制御を行う。
A sensor microphone 2 as a noise detecting means is attached to the engine side in the passenger compartment, and the sensor microphone 2 detects the sound pressure level of the engine sound and converts it into a noise signal SM. This noise signal SM is input to the controller 3. On the other hand, at the left and right ears of the passenger who sits down on the seat 4, the sound pressure level of noise (residual noise) that is reduced by being interfered by the control sound is detected to detect the residual noise signal E.
Error microphones 5 1 and 5 2 for converting into M1 and EM2 are provided. The residual noise signals EM1 and EM2 are input to the controller 3. As shown in FIG. 8, the controller 3 includes a signal processing unit 31 that performs digital signal processing, and amplifiers 32 1 , 32 2 , 32 3 , 32 4 , which form peripheral circuits,
Low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 33 1 , 3
3 2 , 33 3 , 33 4 , analog / digital converter (hereinafter referred to as A / D converter) 34 1 , 34 2 , 34 3 ,
A noise signal SM which is composed of a digital / analog converter (hereinafter referred to as a D / A converter) 35 and is inputted.
A control sound signal for driving the loudspeaker 1 using an adaptive control algorithm including a transfer function between the loudspeaker (control sound source) 1 and the error microphones 5 1 and 5 2 based on the residual noise signals EM1 and EM2. By generating the SP, adaptive control is always performed so that the noise level at the positions of the error microphones 5 1 and 5 2 (that is, the left and right ears of the passenger) is minimized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような固定的な回路構成では、消音される空間も固定的
である。それも、航空機や自動車等の客室なら、座席回
りを消音すれば充分であるので、消音される空間が固定
的でも問題は生じない。ところが、この種の消音装置を
住宅内の音環境の快適化のために適用しようとするな
ら、住宅では、一つの室内をとってみても、居住者の位
置は日々定まらないため、従来装置のままでは、使い勝
っての悪いものとなる。この発明は、上述の事情に鑑み
てなされたもので、消音すべき位置を可変にすることに
より、住音環境の快適化に寄与できる消音装置を提供す
ることを目的としている。
However, in the fixed circuit configuration as described above, the silenced space is also fixed. In the case of passenger cabins such as airplanes and automobiles, it is sufficient to muffle around the seats, so there is no problem even if the muffled space is fixed. However, if this type of silencer is to be applied to improve the sound environment in a house, the position of the resident will not be determined daily even if one room is taken in the house. As it is, it will be a bad thing to use. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a muffling device that can contribute to a comfortable living sound environment by varying the position to mute.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明に係る消音装置は、到来する騒
音を検出して騒音信号を出力する騒音検出手段と、入力
される制御音信号に基づいて、消音すべき所定の空間領
域に制御音を放射する制御音放射手段と、上記消音すべ
き所定の空間領域を挟む状態に若しくは取り巻く状態に
それぞれ設けられ、上記騒音が、上記制御音放射手段か
ら放射される上記制御音との干渉で打ち消されて残留す
る残留騒音をそれぞれ検出して残留騒音信号を出力する
複数の残留騒音検出手段と、別個独立に所定の増幅度に
設定調節でき、対応する上記残留騒音検出手段から出力
される上記残留騒音信号をそれぞれ独立に設定調節され
た増幅度で増幅する複数の残留騒音信号増幅手段と、上
記複数の残留騒音信号増幅手段から出力される増幅後の
複数の上記残留騒音信号を混合する残留騒音信号混合手
段と、上記騒音信号と増幅混合後の上記残留騒音信号と
に基づいて、増幅後混合前の上記複数の残留騒音信号の
実効値の比から定められる上記消音すべき所定の空間領
域に対して、上記残留騒音を常時最小とすべく、上記騒
音の波形成分と逆位相となる制御音を放射させる制御音
信号を生成して上記制御音放射手段に供給する制御手段
とを備えてなることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a silencer according to the invention of claim 1 is a noise detecting means for detecting an incoming noise and outputting a noise signal, and an input control. Based on the sound signal, the control sound emitting means for emitting a control sound to a predetermined space area to be silenced, and the control sound emitting means are provided so as to sandwich or surround the predetermined space area to be silenced, and the noise is A plurality of residual noise detecting means for respectively detecting residual noises remaining by being canceled by interference with the control sound emitted from the control sound emitting means and outputting a residual noise signal, and independently set to a predetermined amplification degree A plurality of residual noise signal amplifying means that are adjustable and that amplify the residual noise signals output from the corresponding residual noise detecting means, respectively, with independently set and adjusted amplification levels; and a plurality of residual noise signals. Based on the residual noise signal mixing means for mixing the plurality of amplified residual noise signals output from the signal amplification means, and the plurality of residual noise signals after amplification and mixing based on the noise signal and the residual noise signal after amplification and mixing. Control for emitting a control sound having a phase opposite to that of the waveform component of the noise so that the residual noise is always minimized with respect to the predetermined spatial region to be silenced, which is determined from the ratio of the effective value of the residual noise signal. And a control means for generating a sound signal and supplying the sound signal to the control sound emitting means.

【0006】[0006]

【作用】この発明の構成において、騒音検出手段は、例
えば住宅内に到来する騒音を検出して騒音信号を出力す
る。また、複数の残留騒音検出手段は、到来した騒音
が、上記制御音放射手段から放射される制御音との干渉
で打ち消されて残留する残留騒音をそれぞれ検出して残
留騒音信号を出力する。複数の残留騒音信号増幅手段
は、別個独立に所定の増幅度に設定調節されていて、対
応する上記残留騒音検出手段から出力される残留騒音信
号をそれぞれ独立に設定調節された増幅度で増幅する。
残留騒音信号混合手段は、複数の残留騒音信号増幅手段
から出力される増幅後の複数の残留騒音信号を混合す
る。増幅後混合前の複数の残留騒音信号の実効値の比か
ら消音される空間領域が特定される。これにより、制御
手段が騒音信号と増幅混合後の残留騒音信号とに基づい
て、消音すべき空間領域に対して、残留騒音を常時最小
とすべく、騒音の波形成分と逆位相となる制御音を放射
させる制御音信号を生成して制御音放射手段に供給す
る。制御音放射手段は、入力される制御音信号に基づい
て、消音すべき所定の空間領域に制御音を放射する。居
住者は、必要に応じて、消音される空間領域を、残留騒
音信号増幅手段の増幅度を別個独立に設定調節すること
により、複数の残留騒音検出手段によって挟まれ、ある
いは、取り巻かれる空間領域の範囲内(例えば、残留騒
音検出手段を四周の壁面に設置する場合には、室内の略
全範囲)で、他の場所に移すことができる。
In the structure of the present invention, the noise detecting means detects, for example, noise arriving in the house and outputs a noise signal. Further, the plurality of residual noise detecting means respectively detect residual noise that remains due to interference of the incoming noise with the control sound emitted from the control sound emitting means, and output a residual noise signal. The plurality of residual noise signal amplifying means are independently set and adjusted to a predetermined amplification degree, and amplify the residual noise signals output from the corresponding residual noise detecting means by the independently set and adjusted amplification degrees. .
The residual noise signal mixing means mixes the amplified residual noise signals output from the residual noise signal amplifying means. The spatial region to be silenced is specified from the ratio of the effective values of the plurality of residual noise signals after amplification and before mixing. As a result, the control means, based on the noise signal and the residual noise signal after amplification and mixing, has a control sound having a phase opposite to the waveform component of the noise so that the residual noise is always minimized with respect to the spatial region to be silenced. Is generated and supplied to the control sound emitting means. The control sound emitting means emits the control sound to a predetermined spatial region to be silenced based on the input control sound signal. If necessary, the occupant can adjust the amplification level of the residual noise signal amplifying means independently and adjust the spatial area to be silenced, so that the occupant area is surrounded by or surrounded by a plurality of residual noise detecting means. Within the range (for example, in the case where the residual noise detecting means is installed on the wall surface of the four circumferences, substantially the entire range of the room), it can be moved to another place.

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
ついて説明する。図1は、この発明の一実施例である消
音装置の全体構成を示す概略図、図2は、同消音装置に
用いられるコントローラの電気的構成を示すブロック
図、図3は、同コントローラに組み込まれる信号処理部
の電気的構成を示すブロック図、図4は、ソフトウェア
(Filtered-x LMSアルゴリズム)で実現される同信
号処理部の初期設定(補正フィルタ同定)時の電気的構
成を示すブロック線図、図5は、ソフトウェア(Filter
ed-x LMSアルゴリズム)で実現される同信号処理部
の消音動作時の電気的構成を示すブロック線図、また、
図6は、同消音装置によって消音される空間領域の設定
の仕方を説明するための説明図である。なお、この実施
例においては、説明の便宜上、消音すべき騒音の周波数
を500Hz以下とする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a silencer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of a controller used in the silencer, and FIG. 3 is incorporated in the controller. FIG. 4 is a block diagram showing the electrical configuration of the signal processing unit, and FIG. 4 is a block line showing the electrical configuration at the time of initial setting (correction filter identification) of the signal processing unit implemented by software (Filtered-x LMS algorithm). Figures and 5 show software (Filter
ed-x LMS algorithm) block diagram showing the electrical configuration of the signal processing unit at the time of muffling operation, and
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining how to set a spatial region to be silenced by the muffling device. In this embodiment, the frequency of noise to be silenced is set to 500 Hz or less for convenience of explanation.

【0008】この例の消音装置は、住音環境で使用され
るもので、図1に示すように、騒音検出手段としてのセ
ンサマイク2は、住宅の窓ひさし6に取り付けられてお
り、このセンサマイク2は、主として窓開口部7から進
入する外部騒音(一次音)の音圧レベルを検出して騒音
信号SMに変換する。この騒音信号SMは、コントロー
ラ8に入力される。一方、制御音源としてのラウドスピ
ーカ1は、住宅の任意の室内を画成する一の間仕切壁9
に掛けられており、また、残留騒音検出手段としての2
個のエラーマイク51,52は、対をなして、互いに所定
の空間(人の両耳の間隔よりも充分に長い距離)を隔て
て配備されている。ラウドスピーカ1は、一方のエラー
マイク51と他方のエラーマイク52とを直線で結ぶ任意
の空間位置(後述)S1又はS2にて騒音を音波の干渉
により打ち消すべき制御音(二次音)を放射する。ラウ
ドスピーカ1は、コントローラ8に接続されている。ま
た、エラーマイク51,52は、制御音との干渉で低減さ
れる外来騒音(残留騒音)の音圧レベルを検出して残留
騒音信号EM1,EM2に変換する。この残留騒音信号
EM1,EM2は、コントローラ8に入力される。
The muffler of this example is used in a living sound environment. As shown in FIG. 1, a sensor microphone 2 as a noise detecting means is attached to a window canopy 6 of a house. The microphone 2 mainly detects the sound pressure level of external noise (primary sound) entering through the window opening 7 and converts it into a noise signal SM. This noise signal SM is input to the controller 8. On the other hand, the loudspeaker 1 serving as a control sound source has a partition wall 9 that defines an arbitrary room in a house.
And as a residual noise detecting means.
The error microphones 5 1 and 5 2 are arranged in pairs to be separated from each other by a predetermined space (a distance sufficiently longer than the distance between both ears of a person). The loudspeaker 1 is a control sound (secondary sound) that should cancel noise due to sound wave interference at an arbitrary spatial position (described later) S1 or S2 that connects one error microphone 5 1 and the other error microphone 5 2 with a straight line. Radiates. The loudspeaker 1 is connected to the controller 8. Further, the error microphones 5 1 and 5 2 detect the sound pressure level of the external noise (residual noise) that is reduced by the interference with the control sound and convert it into residual noise signals EM1 and EM2. The residual noise signals EM1 and EM2 are input to the controller 8.

【0009】次に、図2を参照して、コントローラ8の
電気的構成について説明する。同図において、センサマ
イク2から出力された騒音信号SMは、増幅器9に入力
される。増幅器9は、騒音信号SMを増幅する。LPF
10は、カットオフ周波数が500Hzであり、アンチ
エリアシングフィルタによって構成されており、増幅器
9の出力信号の低周波成分を通過させる。A/Dコンバ
ータ11は、サンプリング周波数1.5kHzでLPF
10から出力された騒音信号SMの低周波成分をデジタ
ルの騒音信号に変換した後、信号処理部12に入力す
る。
Next, the electrical configuration of the controller 8 will be described with reference to FIG. In the figure, the noise signal SM output from the sensor microphone 2 is input to the amplifier 9. The amplifier 9 amplifies the noise signal SM. LPF
10 has a cutoff frequency of 500 Hz and is configured by an anti-aliasing filter, and passes the low frequency component of the output signal of the amplifier 9. The A / D converter 11 uses an LPF with a sampling frequency of 1.5 kHz.
The low frequency component of the noise signal SM output from 10 is converted into a digital noise signal and then input to the signal processing unit 12.

【0010】エラーマイク51,52からそれぞれ出力さ
れた残留騒音信号EM1,EM2は、対応する増幅器1
1,132に入力される。各増幅器131(132)は、
他の増幅器132(131)とは別個独立に、操作者(居
住者)によるゲインの自由な調節が可能となっていて、
調節されたゲインで残留騒音信号EM1(EM2)を増
幅する。ミクサ14は、増幅された2系統の残留騒音信
号EM1,EM2を混合して、混合残留騒音信号(EM
1+EM2)として出力する。LPF15は、カットオ
フ周波数が500Hzであり、ミクサ14の出力信号
(EM1+EM2)の低周波成分を通過させる。A/D
コンバータ16は、サンプリング周波数1.5kHzで
LPF15から出力された混合残留騒音信号(EM1+
EM2)の低周波成分をデジタルの残留騒音信号ε
(i)に変換した後、信号処理部12に入力する。
Residual noise signals EM1 and EM2 output from the error microphones 5 1 and 5 2 are output from the corresponding amplifier 1
Input to 3 1 , 13 2 . Each amplifier 13 1 (13 2 )
The gain can be freely adjusted by the operator (resident) independently of the other amplifier 13 2 (13 1 ).
The residual noise signal EM1 (EM2) is amplified with the adjusted gain. The mixer 14 mixes the amplified residual noise signals EM1 and EM2 of the two systems to obtain a mixed residual noise signal (EM
Output as 1 + EM2). The LPF 15 has a cutoff frequency of 500 Hz and passes the low frequency component of the output signal (EM1 + EM2) of the mixer 14. A / D
The converter 16 outputs the mixed residual noise signal (EM1 +) output from the LPF 15 at a sampling frequency of 1.5 kHz.
EM2) low-frequency component of digital residual noise signal ε
After conversion into (i), the signal is input to the signal processing unit 12.

【0011】D/Aコンバータ17は、サンプリング周
波数1.5kHzで信号処理部12から出力されたデジ
タル信号をアナログ信号に変換する。また、LPF18
は、カットオフ周波数が500Hzであって、アンチエ
リアシングフィルタによって構成されており、D/Aコ
ンバータ17の出力信号の低周波成分を通過させる。増
幅器19は、LPF18の出力信号を増幅した後、ラウ
ドスピーカ1に入力する。
The D / A converter 17 converts the digital signal output from the signal processing unit 12 into an analog signal at a sampling frequency of 1.5 kHz. Also, LPF18
Has a cut-off frequency of 500 Hz and is configured by an anti-aliasing filter, and passes the low frequency component of the output signal of the D / A converter 17. The amplifier 19 amplifies the output signal of the LPF 18 and then inputs it to the loudspeaker 1.

【0012】また、実効値比算出回路20は、増幅器1
1,132の出力信号を別々に入力して、これらの実効
電圧の比を算出する。例えば、図6に示すように、増幅
器131の出力電圧の実効値がbで、増幅器132の出力
電圧の実効値がaであるときは、a/bを算出する。こ
の算出結果は、信号処理部12に入力されると共に、表
示器21に表示される。表示器21は、操作者(居住
者)による各増幅器13 1(132)のゲイン調節に応じ
て変動する実効電圧の比を表示すると共に、この実効電
圧の比から特定される消音すべき空間領域S1,S2を
図示せぬ操作手段と連動して設定登録する機能も備えて
いる。
Further, the effective value ratio calculation circuit 20 includes an amplifier 1
Three1, 132The output signals of
Calculate the voltage ratio. For example, as shown in FIG.
Bowl 131The effective value of the output voltage of the2Output
When the effective value of the voltage is a, a / b is calculated. This
The calculation result of is input to the signal processing unit 12, and
It is displayed on the indicator 21. The display 21 is operated by the operator (resident
Each person) 13 1(132) Depending on the gain adjustment
The ratio of the effective voltage that fluctuates with
The spatial regions S1 and S2 to be silenced specified by the pressure ratio
It also has a function to register settings in conjunction with operating means (not shown).
There is.

【0013】ここで、重要なことであるが、増幅器13
1,132のゲインの調節により、消音したい空間を任意
に設定できることである。設定の仕方であるが、反射等
の少ない室において、図6に示すように、増幅器1
1,132の出力電圧の実効値の比a/bと、消音され
る空間位置(10dB以上に騒音が低減する空間位置)
とには、a:b=Y:Xが近似的に成り立つことを、こ
の出願に係る発明者は実験によりつきとめた。なお、a
は、増幅器132の出力電圧の実効値、bは、増幅器1
1の出力電圧の実効値、Xは、増幅器132が接続され
るエラーマイク52から消音される空間位置S1(S
2)までの距離、Yは、増幅器131が接続されるエラ
ーマイク51から消音される空間位置S1(S2)まで
の距離を示している。X+Yは、2つのエラーマイク5
1,52間の距離であり、消音される空間位置S1(S
2)は、エラーマイク51とエラーマイク52とを結ぶ直
線上にある。それゆえ、操作者(居住者)が、実効値比
算出回路20で算出され、表示器21に表示された増幅
器出力電圧の実効値比を見ながら、各増幅器131,1
2のゲインを調節することで、2つのエラーマイク
1,52の間という制約はあるが、消音したい空間位置
S1,S2を、所望の位置に設定することができる。こ
のようにして特定される消音すべき空間位置は、実効値
比の逆数で重み付けされたエラーマイク51,52の重心
と考えることもできるので、以下、消音すべき空間位置
S1,S2のことをエラーマイク51,52の重心ともい
う。
Here, it is important to note that the amplifier 13
By adjusting the gains of 1 and 13 2 , it is possible to arbitrarily set the space to be silenced. Depending on the setting method, in a room with few reflections, as shown in FIG.
The ratio a / b of the effective value of the output voltage of 3 1 , 13 2 and the spatial position where the sound is muted (the spatial position where noise is reduced to 10 dB or more)
The inventor of the present application found through experiments that a: b = Y: X approximately holds. Note that a
Is the effective value of the output voltage of the amplifier 13 2 , b is the amplifier 1
3 effective value of the first output voltage, X is spatial position S1 that is muted from the error microphone 5 2 amplifier 13 2 is connected (S
The distance up to 2), Y, indicates the distance from the error microphone 5 1 to which the amplifier 13 1 is connected to the spatial position S1 (S2) where the sound is muted. X + Y is two error microphones 5
1, 5 is the distance between the two, the space is muted position S1 (S
2) is on a straight line connecting the error microphone 5 1 and the error microphone 5 2 . Therefore, while the operator (resident) is watching the RMS value ratio of the amplifier output voltage calculated by the RMS value calculating circuit 20 and displayed on the display 21, each amplifier 13 1 , 1
By adjusting the 3 second gain, two error microphones 5 1, 5 restriction that between 2, but which the spatial position S1, S2 to be muted may be set to a desired position. The spatial position to be silenced specified in this way can be considered as the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 weighted by the reciprocal of the effective value ratio. This is also called the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 .

【0014】信号処理部12は、図3に示すように、デ
ジタル信号処理を行う演算プロセッサ(デジタル・シグ
ナル・プロセッサ)121と、外部RAMによって構成
される記憶装置122と、周辺回路とのタイミングを整
える入出力モジュール123とからなっている。記憶装
置122には、増幅器131,132の出力電圧の実効値
比から特定される消音すべき空間領域S1,S2が、後
述する各補正フィルタ83,84のフィルタ係数に対応
付けされて記憶される。
As shown in FIG. 3, the signal processing unit 12 controls the timing of an arithmetic processor (digital signal processor) 121 for performing digital signal processing, a storage device 122 constituted by an external RAM, and peripheral circuits. It is composed of an input / output module 123 for adjusting. In the storage device 122, the spatial regions S1 and S2 to be silenced specified from the effective value ratio of the output voltages of the amplifiers 13 1 and 13 2 are stored in association with the filter coefficients of the correction filters 83 and 84 described later. To be done.

【0015】次に、図4及び図5を参照して、ソフトウ
ェア(Filtered-x LMSアルゴリズム)で実現される
信号処理部12の電気的構成について説明する。同図に
おいて、信号処理部12は、適応デジタルフィルタ(以
下、ADFという)81,81a,81b、コントロー
ルド・フィルタ(以下、CNFという)82、補正フィ
ルタ83及びフィードバック用の補正フィルタ84等の
各種フィルタと差動増幅器85と白色雑音発生部86と
減算器87a,87bとから構成され、初期動作とし
て、各補正フィルタ83,84の同定を行う。補正フィ
ルタ83の同定とは、消音動作前に、ラウドスピーカ1
からエラーマイク51,52の重心までの間の伝達関数G
11を算出する動作、また、フィードバック用の補正フィ
ルタ84の同定とは、ラウドスピーカ1からセンサマイ
ク2までの間の伝達関数G12を算出する動作であり、算
出された伝達特性G11,G12に対応するフィルタ係数を
各補正フィルタA83,84に設定して、消音精度を確
保するようにする。次に、消音時の適応制御動作とし
て、サンプリング周期毎に、センサマイク2からエラー
マイク51,52の重心までの間の伝達関数G21の逆特性
F21の算出を行い、消音すべき空間(エラーマイク
1,52の重心)にて騒音を打ち消すべきデジタルの制
御音信号を生成して出力する。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, an electrical configuration of the signal processing unit 12 realized by software (Filtered-x LMS algorithm) will be described. In the figure, the signal processing unit 12 includes various types of adaptive digital filters (hereinafter referred to as ADFs) 81, 81a and 81b, a controlled filter (hereinafter referred to as CNF) 82, a correction filter 83, a correction filter 84 for feedback, and the like. It is composed of a filter, a differential amplifier 85, a white noise generator 86, and subtractors 87a and 87b. As an initial operation, the correction filters 83 and 84 are identified. The identification of the correction filter 83 is to identify the loudspeaker 1 before the muffling operation.
From the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 to the transfer function G
The operation of calculating 11 and the identification of the correction filter 84 for feedback are operations of calculating the transfer function G12 between the loudspeaker 1 and the sensor microphone 2, and correspond to the calculated transfer characteristics G11 and G12. The filter coefficient to be set is set in each of the correction filters A 83 and 84 to ensure the silencing accuracy. Next, as an adaptive control operation at the time of muffling, the inverse characteristic F21 of the transfer function G21 between the sensor microphone 2 and the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 is calculated for each sampling cycle, and the space to be muffled ( At the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2, a digital control sound signal for canceling noise is generated and output.

【0016】A/Dコンバータ11(図2)から出力さ
れた騒音信号は、差動増幅器85の非反転入力端子に入
力される。差動増幅器85の出力信号は、CNF82及
び補正フィルタ83に入力される。一方、A/Dコンバ
ータ16(図2)から出力されたデジタルの残留騒音信
号ε(i)は、ADF81に入力される。
The noise signal output from the A / D converter 11 (FIG. 2) is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier 85. The output signal of the differential amplifier 85 is input to the CNF 82 and the correction filter 83. On the other hand, the digital residual noise signal ε (i) output from the A / D converter 16 (FIG. 2) is input to the ADF 81.

【0017】ADF81は、補正フィルタ83から出力
される、フィードバック用の補正フィルタ84及び補正
フィルタ83によって補正された騒音信号XHC(i)
の値に基づいて、残留騒音信号ε(i)を用いて、最急
降下適応制御アルゴリズムの1種であるFiltered-x L
MS(Least Mean Square)アルゴリズムを駆使し、常に
エラーマイク51,52の位置での残留騒音が最小となる
ように、必要な伝達関数(フィルタ係数)の適応化処理
を行う。CNF82には、センサマイク2からエラーマ
イク51,52の重心までの間の伝達関数G21の逆特性F
21に対応するフィルタ係数j1が設定される。このフィ
ルタ係数j1は、ADF81によって、上記サンプリン
グ周期毎に更新される。
The ADF 81 outputs the noise signal XHC (i) output from the correction filter 83 and corrected by the correction filter 84 for feedback and the correction filter 83.
Filtered-x L, which is one of the steepest descent adaptive control algorithms, using the residual noise signal ε (i) based on the value of
Using the MS (Least Mean Square) algorithm, a necessary transfer function (filter coefficient) is adapted so that residual noise is always minimized at the positions of the error microphones 5 1 and 5 2 . The CNF 82 has an inverse characteristic F of the transfer function G21 from the sensor microphone 2 to the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2.
The filter coefficient j1 corresponding to 21 is set. The filter coefficient j1 is updated by the ADF 81 every sampling period.

【0018】補正フィルタ83は、n次のFIR(fini
te impulse response)フィルタから構成されており、
ラウドスピーカ1からエラーマイク51,52の重心まで
の間の伝達特性、正確には、図1、図2及び図5の全体
で示す伝達経路(ポイントJ→→D/Aコンバータ1
7→LPF18→増幅器19→ラウドスピーカ1→エラ
ーマイク51→増幅器131→ミクサ14→LPF15→
A/Dコンバータ16→→→ポイントKと)と伝達経
路(ポイントJ→→D/Aコンバータ17→LPF1
8→増幅器19→ラウドスピーカ1→エラーマイク52
→増幅器132→ミクサ14→LPF15→A/Dコン
バータ16→→→ポイントKと)とを合わせた500
Hz以下の伝達特性を補正するためのフィルタである。
The correction filter 83 has an nth-order FIR (fini
te impulse response) filter,
The transfer characteristic from the loudspeaker 1 to the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 , more precisely, the transfer path (point J →→ D / A converter 1) shown in FIGS. 1, 2 and 5 as a whole.
7-> LPF 18-> amplifier 19-> loudspeaker 1-> error microphone 5 1- > amplifier 13 1- > mixer 14-> LPF 15->
A / D converter 16 →→→ point K) and transmission path (point J →→ D / A converter 17 → LPF1)
8 → amplifier 19 → loudspeaker 1 → error microphone 5 2
→ amplifier 13 2 → mixer 14 → LPF 15 → A / D converter 16 → → → point K) and 500
It is a filter for correcting transfer characteristics of Hz or less.

【0019】フィードバック用の補正フィルタ84は、
n次のFIRデジタルフィルタから構成されており、ラ
ウドスピーカ1から放射された制御音がセンサマイク2
によって電気信号に変換されて音響帰還を起こすことを
防止するためのものであり、ラウドスピーカ1からセン
サマイク2までの間、正確には、図1、図2及び図5の
全体で示す伝達経路(ポイントJ→→D/Aコンバー
タ17→LPF18→増幅器19→ラウドスピーカ1→
センサマイク2→増幅器9→LPF10→A/Dコンバ
ータ11→→ポイントL)の500Hz以下の伝達特
性を補正するためのフィルタである。CNF82から出
力された制御音信号は、フィードバック用の補正フィル
タ84を経て、差動増幅器85の反転入力端子に入力さ
れて差動増幅器85において騒音信号から減算され、こ
れにより、フィードバック補正が行われる。
The correction filter 84 for feedback is
The control sound radiated from the loudspeaker 1 is composed of the nth-order FIR digital filter, and the sensor microphone 2
It is intended to prevent the sound from being converted into an electric signal and causing acoustic feedback. To be precise, between the loudspeaker 1 and the sensor microphone 2, to be precise, the transmission path shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. (Point J → → D / A converter 17 → LPF 18 → amplifier 19 → loudspeaker 1 →
This is a filter for correcting the transfer characteristics of the sensor microphone 2 → amplifier 9 → LPF10 → A / D converter 11 →→ point L) below 500 Hz. The control sound signal output from the CNF 82 passes through the correction filter 84 for feedback, is input to the inverting input terminal of the differential amplifier 85, and is subtracted from the noise signal in the differential amplifier 85, whereby feedback correction is performed. .

【0020】次に、この例の動作について説明する。上
記構成の消音装置において、まず、消音動作を行う前
に、1回目の初期設定として、各補正フィルタ83,8
4のフィルタ係数h1,h2を求める。なお、初期設定動
作では、図4に示すように、補正フィルタ83のフィル
タ係数h1を求めるためのADF81aと、フィードバ
ック用の補正フィルタ84のフィルタ係数h2を求める
ためのADF81bとが必要である。同図に示すよう
に、白色雑音発生部86は、500Hz以下に帯域制限
されたM系列の白色雑音信号X(i)(iはサンプリン
グ時間)を作成し、補正フィルタ83,84及びADF
81a,81bに入力すると共に、D/Aコンバータ1
7(図2)に入力する。
Next, the operation of this example will be described. In the muffling device having the above-described configuration, first, before performing the muffling operation, the correction filters 83,
The filter coefficients h1 and h2 of 4 are obtained. In the initial setting operation, as shown in FIG. 4, an ADF 81a for obtaining the filter coefficient h1 of the correction filter 83 and an ADF 81b for obtaining the filter coefficient h2 of the feedback correction filter 84 are required. As shown in the figure, the white noise generator 86 creates an M-sequence white noise signal X (i) (i is a sampling time) whose band is limited to 500 Hz or less, and corrects the correction filters 83, 84 and the ADF.
81a, 81b and D / A converter 1
7 (Fig. 2).

【0021】これにより、D/Aコンバータ17に入力
された白色雑音信号X(i)は、D/Aコンバータ17
においてアナログ信号に変換された後、LPF18を経
て、増幅器19に入力されて増幅され、ラウドスピーカ
1(図1)に入力される。したがって、ラウドスピーカ
1から白色雑音信号X(i)に対応する、500Hz以
下に帯域制限された白色雑音が音波として空間に放射さ
れ、エラーマイク51,52によって検出されるので、エ
ラーマイク51,52において、検出された白色雑音のレ
ベルが騒音信号に変換されて出力される。
As a result, the white noise signal X (i) input to the D / A converter 17 is
After being converted into an analog signal, the signal is input to the amplifier 19 via the LPF 18, amplified, and input to the loudspeaker 1 (FIG. 1). Therefore, the white noise corresponding to the white noise signal X (i), which is band-limited to 500 Hz or less, is radiated into the space as a sound wave from the loudspeaker 1 and detected by the error microphones 5 1 and 5 2 . At 1 and 5 2 , the detected white noise level is converted into a noise signal and output.

【0022】エラーマイク51,52からそれぞれ出力さ
れた白色雑音信号X(i)に対応する2系統の騒音信号
は、増幅器131,132(図2)においてそれぞれ所定
のゲインで増幅され、ミクサ14において互いに混合さ
れた後、LPF15を経てA/Dコンバータ16におい
てデジタルの混合騒音信号に変換され、減算器87aの
非反転入力端子に入力される。なお、初期設定時におい
ては、エラーマイク5 1,52からの出力信号は、残留騒
音ではないので、単に騒音信号という。以下において、
同様である。ここで、操作者(居住者)は、表示器21
に表示される増幅器(131,132)の出力電圧の実効
値比を見ながら、各増幅器131,132のゲインを調節
することで、消音したい空間位置(すなわち、エラーマ
イク51,52の重心)S1を設定する。例えば、図6に
示すように、エラーマイク51,52間をY:Xに内分す
る空間位置S1を消音点としたい場合には、出力電圧の
実効値比a/bがY/Xに等しくなるように、各増幅器
131,132のゲインを調節する。なお、bは増幅器1
1の出力電圧の実効値,aは増幅器132の出力電圧の
実効値である。
Error microphone 51, 52Respectively output from
Noise signal of two systems corresponding to the white noise signal X (i)
Is the amplifier 131, 132Predetermined in (Fig. 2)
Are amplified with a gain of and mixed together in the mixer 14.
After passing through the LPF 15, the A / D converter 16
Converted into a digital mixed noise signal,
It is input to the non-inverting input terminal. It should be noted that the initial setting
The error microphone 5 1, 52The output signal from the
Since it is not a sound, it is simply called a noise signal. In the following,
It is the same. Here, the operator (resident) is the display 21
Amplifier displayed on (131, 132) Output voltage effective
Each amplifier 13 while watching the value ratio1, 132Adjust the gain of
The spatial position you want to mute (that is, the error
Iku 51, 52Center of gravity) S1 is set. For example, in FIG.
Error microphone 5 as shown1, 52Divide the space into Y: X
If you want to use the spatial position S1 as the sound deadening point,
Each amplifier is adjusted so that the effective value ratio a / b becomes equal to Y / X.
131, 132Adjust the gain of. In addition, b is the amplifier 1
Three1Output voltage of the amplifier, a is the amplifier 132Of output voltage
It is an effective value.

【0023】一方、ADF81a及び補正フィルタ83
に入力された白色雑音信号X(i)は、ADF81aで
求められた補正フィルタ83のフィルタ係数h1(初期
値はランダム又は0)で畳み込み演算が行われた後、得
られた演算結果YC(i)が補正フィルタ83から出力
されて、減算器87aの反転入力端子に入力される。減
算器87aにおいては、A/Dコンバータ16から出力
された混合騒音信号から補正フィルタ83で処理された
畳み込み演算の結果YC(i)が差分演算され、得られ
た演算結果が誤差信号εC(i)として出力され、AD
F81aに入力される。
On the other hand, the ADF 81a and the correction filter 83
The white noise signal X (i) input to is subjected to a convolution operation with the filter coefficient h1 (initial value is random or 0) of the correction filter 83 obtained by the ADF 81a, and then the obtained operation result YC (i ) Is output from the correction filter 83 and input to the inverting input terminal of the subtractor 87a. In the subtractor 87a, the convolution operation result YC (i) processed by the correction filter 83 is subjected to a difference operation from the mixed noise signal output from the A / D converter 16, and the obtained operation result is the error signal εC (i ) Is output as AD
Input to F81a.

【0024】これにより、ADF81aにおいて、誤差
信号εC(i)と白色雑音信号X(i)とに基づいて、
式(1)に示すFiltered-x LMSアルゴリズム処理が
実行され、ラウドスピーカ1からエラーマイク51,52
の重心までの間の伝達関数G11が求められ、ADF81
aのフィルタ係数が、得られた伝達関数G11に対応する
フィルタ係数h1に全て更新される。そして、このフィ
ルタ係数h1が、補正フィルタ83に実際の消音動作時
の補正用のフィルタ係数h1として設定される。 h1(i+1)(n)=h1(i)(n)−2μX(i−n)εC(i)…(1) 式(1)において、iはサンプリング時間、nはADF
81aのタップ番号(フィルタ次数)、μは収束係数で
ある。
As a result, in the ADF 81a, based on the error signal εC (i) and the white noise signal X (i),
The Filtered-x LMS algorithm processing shown in Expression (1) is executed, and the loudspeaker 1 outputs the error microphones 5 1 , 5 2
Transfer function G11 up to the center of gravity of
All the filter coefficients of a are updated to the filter coefficient h1 corresponding to the obtained transfer function G11. Then, this filter coefficient h1 is set in the correction filter 83 as a filter coefficient h1 for correction during the actual muffling operation. h1 (i + 1) (n) = h1 (i) (n) -2μX (i−n) εC (i) (1) In the equation (1), i is a sampling time and n is an ADF.
The tap number of 81a (filter order), μ is a convergence coefficient.

【0025】一方、ラウドスピーカ1(図1)から音波
として放射された白色雑音信号X(i)に対応する白色
雑音は、センサマイク2によっても検出されるので、セ
ンサマイク2において、検出された白色雑音のレベルが
騒音信号に変換されて出力される。次に、センサマイク
2から出力された白色雑音信号X(i)に対応する騒音
信号は、コントローラ8に入力され、増幅器9(図2)
において増幅された後、LPF10を経てA/Dコンバ
ータ11においてデジタルの騒音信号に変換され、減算
器87bの非反転入力端子に入力される。
On the other hand, the white noise corresponding to the white noise signal X (i) radiated as a sound wave from the loudspeaker 1 (FIG. 1) is also detected by the sensor microphone 2. Therefore, the white noise is detected by the sensor microphone 2. The level of white noise is converted into a noise signal and output. Next, the noise signal corresponding to the white noise signal X (i) output from the sensor microphone 2 is input to the controller 8 and the amplifier 9 (FIG. 2).
After being amplified in, the signal is converted into a digital noise signal in the A / D converter 11 via the LPF 10 and input to the non-inverting input terminal of the subtractor 87b.

【0026】一方、ADF81b及びフィードバック用
の補正フィルタ84に入力された白色雑音信号X(i)
は、ADF81bで求められた補正フィルタのフィルタ
係数h2(初期値はランダム又は0)で畳み込み演算が
行われた後、得られた演算結果YH(i)がフィードバ
ック用の補正フィルタ84から出力されて、減算器87
bの反転入力端子に入力される。減算器87bにおいて
は、A/Dコンバータ11(図2)から出力された騒音
信号からフィードバック用の補正フィルタ84で処理さ
れた畳み込み演算の結果YH(i)が差分演算され、得
られた結果が誤差信号εH(i)として出力され、AD
F81bに入力される。
On the other hand, the white noise signal X (i) input to the ADF 81b and the correction filter 84 for feedback.
Is calculated by performing a convolution operation with the filter coefficient h2 (initial value is random or 0) of the correction filter obtained by the ADF 81b, and then the obtained calculation result YH (i) is output from the correction filter 84 for feedback. , Subtractor 87
It is input to the inverting input terminal of b. In the subtractor 87b, the result YH (i) of the convolution operation processed by the correction filter 84 for feedback is subtracted from the noise signal output from the A / D converter 11 (FIG. 2), and the obtained result is The error signal εH (i) is output and AD
It is input to F81b.

【0027】これにより、ADF81bにおいて、誤差
信号εH(i)と白色雑音信号X(i)とに基づいて、
式(2)に示すFiltered-x LMSアルゴリズム処理が
実行され、ラウドスピーカ1からセンサマイク2までの
間の伝達関数G12が求められ、ADF81bのフィルタ
係数が、得られた伝達関数G12に対応するフィルタ係数
h2に全て更新される。そして、このフィルタ係数h2
が、フィードバック用の補正フィルタ84に実際の消音
動作時のフィードバック補正用のフィルタ係数h2とし
て設定される。 h2(i+1)(n)=h2(i)(n)−2μX(i−n)εH(i)…(2) 式(2)において、iはサンプリング時間、nはADF
81bのタップ番号(フィルタ次数)、μは収束係数で
ある。以上説明した処理を1サンプリング周期の間に行
う。この処理を、10〜20秒間程度繰り返すことによ
り、補正フィルタ83のフィルタ係数h1及びフィード
バック用の補正フィルタ84のフィルタ係数h2を求め
る。
As a result, in the ADF 81b, based on the error signal εH (i) and the white noise signal X (i),
The Filtered-x LMS algorithm processing shown in Expression (2) is executed to obtain the transfer function G12 from the loudspeaker 1 to the sensor microphone 2, and the filter coefficient of the ADF 81b is a filter corresponding to the obtained transfer function G12. All are updated to the coefficient h2. Then, this filter coefficient h2
Is set in the correction filter 84 for feedback as the filter coefficient h2 for feedback correction during the actual silencing operation. h2 (i + 1) (n) = h2 (i) (n) -2μX (i−n) εH (i) (2) In the equation (2), i is the sampling time and n is the ADF.
81b is a tap number (filter order), and μ is a convergence coefficient. The processing described above is performed during one sampling cycle. By repeating this process for about 10 to 20 seconds, the filter coefficient h1 of the correction filter 83 and the filter coefficient h2 of the feedback correction filter 84 are obtained.

【0028】この後、操作者(居住者)は、図示せぬ操
作手段を操作して、求められたフィルタ係数h1,h2を
消音すべき空間領域S1のフィルタ係数h1,h2とし
て、記憶装置122に格納すべきことを入力指示する。
これにより、求められたフィルタ係数h1,h2は、増幅
器出力電圧の実効値比a/b(=Y/X)と共に、消音
すべき空間領域S1のフィルタ係数h1,h2として記憶
される。
After that, the operator (resident) operates the operating means (not shown) to set the obtained filter coefficients h1 and h2 as the filter coefficients h1 and h2 of the spatial region S1 to be silenced in the storage device 122. Input what should be stored in.
Thus, the obtained filter coefficients h1 and h2 are stored as the filter coefficients h1 and h2 of the spatial region S1 to be silenced, together with the effective value ratio a / b (= Y / X) of the amplifier output voltage.

【0029】次に、、2回目の初期設定を行う。この2
回目の初期設定では、操作者(居住者)は、表示器21
に表示される増幅器(131,132)の出力電圧の実効
値比を見ながら、各増幅器131,132のゲインを調節
することで、消音したい空間位置(すなわち、エラーマ
イク51,52の重心)S2を設定する。例えば、エラー
マイク51,52間をx:Yに内分する空間位置S2(図
1)を消音点としたい場合には、出力電圧の実効値比a
/bがX/Yに等しくなるように、各増幅器131,1
2のゲインを調節する。なお、bは増幅器131の出力
電圧の実効値,aは増幅器132の出力電圧の実効値で
ある。これ以外の点では、上述した1回目の初期設定と
略同様である。2回目の初期設定により、補正フィルタ
83のフィルタ係数h1とフィードバック用の補正フィ
ルタ84のフィルタ係数h2とが求められると、操作者
(居住者)は、図示せぬ操作手段を操作して、求められ
たフィルタ係数h1,h2を消音すべき空間領域S2のフ
ィルタ係数h1,h2として、記憶装置122に格納すべ
きことを入力指示する。これにより、求められたフィル
タ係数h1,h2は、増幅器出力電圧の実効値比a/b
(=X/Y)と共に、消音すべき空間領域S2のフィル
タ係数h1,h2として記憶される。
Next, the second initialization is performed. This 2
In the initial setting for the second time, the operator (resident) is
By adjusting the gains of the amplifiers 13 1 and 13 2 while observing the effective value ratios of the output voltages of the amplifiers (13 1 and 13 2 ) displayed in, the spatial position (that is, the error microphone 5 1 , Set the center of gravity of 5 2 ) S2. For example, when it is desired to set the spatial position S2 (FIG. 1), which internally divides the error microphones 5 1 and 5 2 into x: Y, as the muffling point, the effective value ratio a of the output voltage
/ B is equal to X / Y so that each amplifier 13 1 , 1
Adjust the gain of 3 2 . Note that b is the effective value of the output voltage of the amplifier 13 1 , and a is the effective value of the output voltage of the amplifier 13 2 . In other respects, it is substantially the same as the above-described first-time initial setting. When the filter coefficient h1 of the correction filter 83 and the filter coefficient h2 of the correction filter 84 for feedback are obtained by the second initial setting, the operator (resident) operates the operation means (not shown) to obtain them. The stored filter coefficients h1 and h2 are input as the filter coefficients h1 and h2 of the spatial region S2 to be silenced, and the storage device 122 is instructed to store them. As a result, the obtained filter coefficients h1 and h2 are the effective value ratio a / b of the amplifier output voltage.
Together with (= X / Y), they are stored as the filter coefficients h1 and h2 of the spatial area S2 to be silenced.

【0030】以上説明した初期設定が完了すると、ま
ず、操作者(居住者)が、図示せぬ操作手段を操作し
て、消音すべき空間領域としてS1を希望すると、信号
処理部12は記憶装置122から消音すべき空間領域S
1に対応する増幅器出力電圧の実効値比を読み出して表
示器21に表示する。操作者(居住者)は、各増幅器1
1,132のゲインを調節して、増幅器出力電圧の実効
値比a/bを表示器21に表示された値Y/Xに合わせ
る。一方、信号処理部12は、記憶装置122から消音
すべき空間領域S1のフィルタ係数h1,h2を読み出し
て、補正フィルタ83及びフィードバック用の補正フィ
ルタ84に転送する。これより、消音動作が開始され
る。図1において、窓開口部7から室内に侵入した騒音
は、センサマイク2によってそのレベルが検出され、騒
音信号SMに変換された後、増幅器9(図2)において
増幅され、LPF10を経てA/Dコンバータ11にお
いてデジタルの騒音信号X(i)に変換される。そし
て、A/Dコンバータ11から出力されたデジタルの騒
音信号X(i)は、信号処理部12の経て差動増幅器8
5(図5)の非反転入力端子に入力される。
When the initial setting described above is completed,
First, the operator (resident) operates the operating means (not shown).
Then, if S1 is desired as the spatial area to be silenced, the signal
The processing unit 12 determines the spatial area S to be silenced from the storage device 122.
Read the effective value ratio of the amplifier output voltage corresponding to 1.
It is displayed on the indicator 21. The operator (resident) uses each amplifier 1
Three 1, 132Of the amplifier output voltage by adjusting the gain of
Match the value ratio a / b with the value Y / X displayed on the display 21.
It On the other hand, the signal processing unit 12 silences the storage device 122.
Read out the filter coefficients h1 and h2 of the spatial region S1 to be
Correction filter 83 and a correction filter for feedback.
To the router 84. From this, the mute operation is started.
It In Fig. 1, noise entering the room through the window opening 7
Sensor microphone 2 detects its level and
After being converted into the sound signal SM, in the amplifier 9 (FIG. 2)
Amplified and passed through LPF 10 to A / D converter 11
And converted into a digital noise signal X (i). Soshi
The digital noise output from the A / D converter 11.
The sound signal X (i) passes through the signal processing unit 12 and the differential amplifier 8
5 (FIG. 5) non-inverting input terminal.

【0031】一方、図5に示すCNF82において、フ
ィルタ係数j1(初期値は0)で畳み込み演算が行われ
た制御音信号は、フィードバック用の補正フィルタ84
において、フィルタ係数h2で畳み込み演算が行われた
後、差動増幅器85の反転入力端子に入力される。これ
により、差動増幅器85において、騒音信号からフィー
ドバック用の補正フィルタ84の出力信号H(i)が減
算されてフィードバック補正が行われる。
On the other hand, in the CNF 82 shown in FIG. 5, the control sound signal subjected to the convolution operation with the filter coefficient j1 (initial value is 0) is the correction filter 84 for feedback.
In FIG. 11, after the convolution operation is performed with the filter coefficient h2, it is input to the inverting input terminal of the differential amplifier 85. As a result, the differential amplifier 85 subtracts the output signal H (i) of the feedback correction filter 84 from the noise signal to perform feedback correction.

【0032】次に、差動増幅器85の出力信号は、CN
F82及び補正フィルタ83に入力される。これによ
り、CNF82において、フィルタ係数j1で畳み込み
演算が行われて制御音信号が生成された後、D/Aコン
バータ17(図2)においてアナログ信号に変換され、
LPF18を経て増幅器19に入力されて増幅され、図
1に示すラウドスピーカ1に入力される。ただし、フィ
ルタ係数j1の初期値は0であるので、消音動作開始直
後は、ラウドスピーカ1からどのような音波も放射され
ない。また、図5に示す補正フィルタ83において、差
動増幅器85の出力信号に対して、初期設定時に設定さ
れたフィルタ係数h1で畳み込み演算が行われ、この演
算結果XHC(i)がADF81に入力される。
Next, the output signal of the differential amplifier 85 is CN
It is input to the F82 and the correction filter 83. Thereby, in the CNF 82, the convolution operation is performed with the filter coefficient j1 to generate the control sound signal, which is then converted into the analog signal in the D / A converter 17 (FIG. 2),
It is input to the amplifier 19 via the LPF 18, amplified, and then input to the loudspeaker 1 shown in FIG. However, since the initial value of the filter coefficient j1 is 0, no sound wave is emitted from the loudspeaker 1 immediately after the start of the muffling operation. Further, in the correction filter 83 shown in FIG. 5, convolution calculation is performed on the output signal of the differential amplifier 85 with the filter coefficient h1 set at the time of initialization, and the calculation result XHC (i) is input to the ADF 81. It

【0033】一方、エラーマイク51,52(図1)にお
いて、残留騒音のレベルが検出され、残留騒音信号EM
1,EM2に変換される。2つのエラーマイク51,52
からそれぞれ出力された2系統の騒音信号は、増幅器1
1,132(図2)において所定のゲインで増幅され、
ミクサ14において混合された後、LPF15を経てA
/Dコンバータ16においてデジタルの混合残留騒音信
号ε(i)に変換される(増幅器131,132の出力電
圧の実効値比a/bはY/Xに等しい)。これにより、
図5に示すADF81において、補正フィルタ83から
出力された、フィードバック用の補正フィルタ84及び
補正フィルタ83によって補正された騒音信号XHC
(i)の値に基づいて、混合残留騒音信号ε(i)を用
いて、式(3)に示すFiltered-x LMSアルゴリズム
による適応化処理が行われ、常にエラーマイク51,52
の重心での残留騒音が最小となるように、センサマイク
2からエラーマイク51,52の重心までの間の伝達関数
G21の逆特性F21が算出される。そして、ADF81の
フィルタ係数値が、得られた伝達関数G21の逆特性F21
に対応するフィルタ係数j1に全て更新される。これに
より、CNF82のフィルタ係数が、このフィルタ係数
j1に全て置き換えられる。 j1(i+1)(n)=j1(i)(n)−2μXHC(i−n)ε(i)…(3) 式(3)において、iはサンプリング時間、nはADF
81のタップ番号(フィルタ次数)、μは収束係数であ
る。
On the other hand, the level of residual noise is detected by the error microphones 5 1 and 5 2 (FIG. 1), and the residual noise signal EM is detected.
1, converted to EM2. Two error microphones 5 1 , 5 2
The noise signals of the two systems respectively output from the amplifier 1
3 1 , 13 2 (Fig. 2) is amplified with a predetermined gain,
After being mixed in the mixer 14, it is passed through the LPF 15 and A
It is converted into a digital mixed residual noise signal ε (i) in the / D converter 16 (the effective value ratio a / b of the output voltages of the amplifiers 13 1 and 13 2 is equal to Y / X). This allows
In the ADF 81 shown in FIG. 5, the feedback correction filter 84 output from the correction filter 83 and the noise signal XHC corrected by the correction filter 83
Based on the value of (i), the adaptive processing by the Filtered-x LMS algorithm shown in Expression (3) is performed by using the mixed residual noise signal ε (i), and the error microphones 5 1 , 5 2 are always used.
The inverse characteristic F21 of the transfer function G21 between the sensor microphone 2 and the center of gravity of the error microphones 5 1 and 5 2 is calculated so that the residual noise at the center of gravity of the error microphone is minimized. The filter coefficient value of the ADF 81 is the inverse characteristic F21 of the obtained transfer function G21.
Are all updated to the filter coefficient j1 corresponding to. As a result, all the filter coefficients of the CNF 82 are replaced with this filter coefficient j1. j1 (i + 1) (n) = j1 (i) (n) -2 μXHC (i−n) ε (i) (3) In equation (3), i is the sampling time and n is the ADF.
81 is a tap number (filter order), and μ is a convergence coefficient.

【0034】したがって、CNF82において、新たに
入力された騒音信号に対して、新たに設定されたフィル
タ係数j1で畳み込み演算が行われて新たな制御音信号
SPが生成された後、D/Aコンバータ17(図2)に
おいてアナログ信号に変換され、LPF18を経て増幅
器19に入力されて増幅され、ラウドスピーカ1(図
1)に入力される。これにより、ラウドスピーカ1から
新たな制御音信号SPに対応する新たな制御音が音波と
して放射され、消音したい空間領域S1において同振幅
かつ逆位相の外来騒音と干渉して外来騒音を弱める。
Therefore, in the CNF 82, the convolution operation is performed on the newly input noise signal with the newly set filter coefficient j1 to generate the new control sound signal SP, and then the D / A converter is generated. In 17 (FIG. 2), it is converted into an analog signal, is input to the amplifier 19 via the LPF 18, is amplified, and is input to the loudspeaker 1 (FIG. 1). As a result, a new control sound corresponding to the new control sound signal SP is radiated as a sound wave from the loudspeaker 1 and interferes with the external noise having the same amplitude and opposite phase in the spatial region S1 desired to be silenced to weaken the external noise.

【0035】干渉後の残留騒音の音圧は、エラーマイク
1,52によってそのレベルが検出され、残留騒音信号
EM1,EM2に変換された後、増幅器131,13
2(図2)において所定のゲインで増幅され、ミクサ1
4において混合される。そして、ミクサ14の出力信号
は、LPF15を経て A/Dコンバータ16において
デジタルの混合残留騒音信号ε(i)に変換されて、再
び信号処理部12のADF81(図5)に入力される。
上記適応能動制御は、ADF81において、1サンプリ
ング周期(A/Dコンバータ11から出力される1つの
騒音信号)毎に繰り返され、最終的に、消音を望む空間
領域S1において外来騒音と制御音とが同振幅で逆位相
の関係となって、互いに充分打ち消し合って、消音を望
む空間領域S1にて外来騒音が能動的に消音される。
The level of the sound pressure of the residual noise after interference is detected by the error microphones 5 1 and 5 2 and converted into residual noise signals EM1 and EM2, and then the amplifiers 13 1 and 13 are used.
2 (Fig. 2) is amplified with a predetermined gain, and mixer 1
Mixed in 4. Then, the output signal of the mixer 14 is converted into a digital mixed residual noise signal ε (i) in the A / D converter 16 via the LPF 15, and is input again to the ADF 81 (FIG. 5) of the signal processing unit 12.
The adaptive active control described above is repeated in the ADF 81 for each sampling cycle (one noise signal output from the A / D converter 11), and finally, external noise and control sound are generated in the spatial region S1 where silencing is desired. With the same amplitude and opposite phase, they cancel each other sufficiently and the external noise is actively silenced in the spatial region S1 where the noise is desired.

【0036】次に、消音すべき空間領域をS1からS2
に変更したいときは、操作者(居住者)は、操作手段を
操作して、消音すべき空間領域としてS2を設定する。
この設定操作に応答して、信号処理部12は記憶装置1
22から消音すべき空間領域S2に対応する増幅器出力
電圧の実効値比を読み出して表示器21に表示する。操
作者(居住者)は、各増幅器131,132のゲインを調
節して、増幅器出力電圧の実効値比a/bを表示器21
に表示された値X/Yに合わせる。一方、信号処理部1
2は、記憶装置122から消音すべき空間領域S2のフ
ィルタ係数h1,h2を読み出して、補正フィルタ83及
びフィードバック用の補正フィルタ84に転送する。こ
れより、上述した消音動作が繰り返され、最終的に、消
音を望む空間領域S2において外来騒音と制御音とが同
振幅で逆位相の関係となって、互いに充分打ち消し合っ
て、消音を望む空間領域S2にて外来騒音が能動的に消
音される。
Next, the spatial area to be silenced is changed from S1 to S2.
When it is desired to change to, the operator (resident) operates the operating means to set S2 as the space area to be muted.
In response to this setting operation, the signal processing unit 12 causes the storage device 1 to
The effective value ratio of the amplifier output voltage corresponding to the spatial region S2 to be silenced is read from 22 and displayed on the display 21. The operator (resident) adjusts the gains of the amplifiers 13 1 and 13 2 to display the effective value ratio a / b of the amplifier output voltage on the display 21.
Set to the value X / Y displayed on. On the other hand, the signal processing unit 1
2 reads the filter coefficients h1 and h2 of the spatial region S2 to be silenced from the storage device 122 and transfers them to the correction filter 83 and the correction filter 84 for feedback. As a result, the above-described silencing operation is repeated, and finally, in the space region S2 where silencing is desired, the external noise and the control sound have the same amplitude and opposite phase, and the space is sufficiently canceled to cancel each other. External noise is actively silenced in the area S2.

【0037】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、窓開
口部に限らず、ダクトから進入する騒音に適用しても良
い。エラーマイクは、2個に限らず、3個以上でも良
い。エラーマイクが3個以上の場合には、エラーマイク
によって囲まれた範囲内で、消音すべき空間領域を適
宜、変更できる。また、残留騒音検出手段は、エラーマ
イクに限らず、加速度センサを用いても良い。また、例
えば、上述の実施例においては、信号処理部をソフトウ
ェアで構成した例を示したが、これに限定されず、信号
処理部の一部又は全部をハードウェアで構成しても良
い。また、上述の実施例では、500Hz以下の騒音を
消音すべき対象としたが、この発明は、勿論、500H
z以上の騒音の消音にも適用可能である。また、上述の
実施例においては、消音すべき空間領域を2箇所設定し
た場合について述べたが、3箇所以上設定することもで
きる。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific structure is not limited to this embodiment, and the design change and the like without departing from the scope of the present invention. Even this is included in this invention. For example, the present invention is not limited to window openings, but may be applied to noise entering from a duct. The number of error microphones is not limited to two and may be three or more. When the number of error microphones is three or more, the spatial region to be silenced can be appropriately changed within the range surrounded by the error microphones. Further, the residual noise detecting means is not limited to the error microphone, but an acceleration sensor may be used. Further, for example, in the above-described embodiments, the example in which the signal processing unit is configured by software has been shown, but the present invention is not limited to this, and part or all of the signal processing unit may be configured by hardware. Further, in the above-mentioned embodiment, the noise of 500 Hz or less is to be silenced, but the present invention is, of course, 500 H.
It is also applicable to muffling noise of z or higher. Further, in the above-described embodiment, the case where two spatial regions to be muted is set has been described, but three or more spatial regions can be set.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の消音装
置によれば、一定の制約はあるが、消音すべき位置を任
意に移動できる。それゆえ、住宅の音環境の快適化に寄
与できる。
As described above, according to the muffling device of the present invention, the position to mute can be arbitrarily moved, although there are certain restrictions. Therefore, it can contribute to making the sound environment of the house comfortable.

【0039】[0039]

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

【図1】この発明の一実施例である消音装置の全体構成
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a silencer according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の消音装置に用いられるコントローラ
の電気的構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of a controller used in the silencer of the same embodiment.

【図3】同コントローラに組み込まれる信号処理部の電
気的構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of a signal processing unit incorporated in the controller.

【図4】ソフトウェア(Filtered-x LMSアルゴリズ
ム)で実現される同信号処理部の初期設定(補正フィル
タ同定)時の電気的構成を示すブロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration at the time of initial setting (correction filter identification) of the signal processing unit realized by software (Filtered-x LMS algorithm).

【図5】ソフトウェア(Filtered-x LMSアルゴリズ
ム)で実現される同信号処理部の消音動作時の電気的構
成を示すブロック線図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the signal processing unit realized by software (Filtered-x LMS algorithm) during a muffling operation.

【図6】同実施例の消音装置によって消音される空間領
域の設定の仕方を説明するための説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a method of setting a spatial region to be silenced by the silencer of the embodiment.

【図7】航空機や自動車等の客室に適用される従来の消
音装置の全体構成を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an overall configuration of a conventional silencer applied to a passenger compartment such as an aircraft or an automobile.

【図8】従来の消音装置に用いられるコントローラの電
気的構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an electrical configuration of a controller used in a conventional silencer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ラウドスピーカ(制御音放射手段) 2 センサマイク(騒音検出手段) 51,52 エラーマイク(残留騒音検出手段) 8 コントローラ(制御手段) 81 適応デジタルフィルタ(ADF) 82 コントロールド・フィルタ(CNF) 83 補正フィルタ 84 フィードバック用の補正フィルタ 12 信号処理部(制御手段の主要部) 131,132 増幅器(残留騒音信号増幅手段) 14 ミクサ(残留騒音信号混合手段) 20 実効値比算出回路 21 表示器 S1,S2 消音すべき空間領域1 Loudspeaker (control sound emitting means) 2 Sensor microphone (noise detecting means) 5 1 , 5 2 Error microphone (residual noise detecting means) 8 Controller (control means) 81 Adaptive digital filter (ADF) 82 Controlled filter (CNF) ) 83 correction filter 84 correction filter for feedback 12 signal processing unit (main part of control means) 13 1 , 13 2 amplifier (residual noise signal amplification means) 14 mixer (residual noise signal mixing means) 20 effective value ratio calculation circuit 21 Display S1, S2 Space area to be silenced

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 到来する騒音を検出して騒音信号を出力
する騒音検出手段と、入力される制御音信号に基づい
て、消音すべき所定の空間領域に制御音を放射する制御
音放射手段と、 前記消音すべき所定の空間領域を挟む状態に若しくは取
り巻く状態にそれぞれ設けられ、前記騒音が、前記制御
音放射手段から放射される前記制御音との干渉で打ち消
されて残留する残留騒音をそれぞれ検出して残留騒音信
号を出力する複数の残留騒音検出手段と、 別個独立に所定の増幅度に設定調節でき、対応する前記
残留騒音検出手段から出力される前記残留騒音信号をそ
れぞれ独立に設定調節された増幅度で増幅する複数の残
留騒音信号増幅手段と、 前記複数の残留騒音信号増幅手段から出力される増幅後
の複数の前記残留騒音信号を混合する残留騒音信号混合
手段と、 前記騒音信号と増幅混合後の前記残留騒音信号とに基づ
いて、増幅後混合前の前記複数の残留騒音信号の実効値
の比から定められる前記消音すべき所定の空間領域に対
して、前記残留騒音を常時最小とすべく、前記騒音の波
形成分と逆位相となる制御音を放射させる制御音信号を
生成して前記制御音放射手段に供給する制御手段とを備
えてなることを特徴とする消音装置。
1. A noise detecting means for detecting an incoming noise and outputting a noise signal, and a control sound emitting means for emitting a control sound to a predetermined spatial region to be silenced based on an input control sound signal. The residual noise is provided such that it surrounds or surrounds a predetermined space area to be silenced, and the residual noise is canceled by interference with the control sound emitted from the control sound emitting means and remains. A plurality of residual noise detecting means for detecting and outputting a residual noise signal can be independently set and adjusted to a predetermined amplification degree, and the residual noise signals output from the corresponding residual noise detecting means can be independently set and adjusted. A plurality of residual noise signal amplifying means for amplifying the residual noise signal and a residual noise signal for amplifying the plurality of residual noise signals outputted from the plurality of residual noise signal amplifying means. No. mixing means, based on the noise signal and the residual noise signal after amplification and mixing, in the predetermined spatial region to be silenced determined from the ratio of the effective value of the plurality of residual noise signals after amplification and before mixing On the other hand, in order to always minimize the residual noise, a control means for generating a control sound signal for emitting a control sound having a phase opposite to the waveform component of the noise and supplying the control sound signal to the control sound emitting means is provided. A silencer characterized by the above.
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