JPH10190590A - Active noise controller for on-line feedback route modeling - Google Patents

Active noise controller for on-line feedback route modeling

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JPH10190590A
JPH10190590A JP34821497A JP34821497A JPH10190590A JP H10190590 A JPH10190590 A JP H10190590A JP 34821497 A JP34821497 A JP 34821497A JP 34821497 A JP34821497 A JP 34821497A JP H10190590 A JPH10190590 A JP H10190590A
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JP
Japan
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signal
feedback
noise
controller
active noise
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Application number
JP34821497A
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Japanese (ja)
Inventor
M Kuo Sen
エム.クオ セン
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active noise controller for preventing noise elimination signals generated so as to attenuate noise signals entering from a medium from adversely affecting from a feedback route. SOLUTION: A feed-forward active noise controller 50 performs on-line feedback route modeling and feedback route suppression and is provided with a reference sensor 16, a secondary source 18, an error sensor 20 and an active noise controller 10. The reference sensor 16 receives the noise signals and feedback signals 22 and generates primary signals x(n) the secondary source 18 receives secondary signals y (n) and generates corresponding noise elimination signals and the error sensor 20 receives residual signals and generates error signals e (n). The active noise controller 10 receives the primary signals x(n) and the error signals e (n) generates the secondary signals x (n) and performs the on-line feedback route modeling.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は一般に制御装置の
分野に関し、より詳しくは、オンラインフィードバック
経路モデル化の能動的雑音制御装置及び方法に関する。
The present invention relates generally to the field of controllers, and more particularly, to an active noise controller and method for on-line feedback path modeling.

【0002】[0002]

【従来の技術】能動的雑音制御装置は、電気や音響や振
動やその他の雑音媒体などの、環境の雑音源から入るあ
らゆる種類の望ましくない外乱即ち雑音信号を減少させ
るためのものである。雑音源と環境は時間と共に変化す
ることが多いので、雑音信号の周波数成分や振幅や速度
は一般に静止していない。能動的雑音制御装置は、適当
な二次源から打消し用の「雑音除去」信号を装置環境即
ち媒体に与えることにより雑音を制御する。理想的な雑
音除去信号は、雑音信号と振幅が等しく、位相が180
度異なる。したがって、雑音除去信号と雑音信号を音響
加算接合点で加算すると、両信号が打ち消し合いまたは
減衰して雑音が減る。
2. Description of the Related Art Active noise control devices are intended to reduce any kind of unwanted disturbance or noise signal coming from environmental noise sources, such as electricity, sound, vibration and other noise media. Since the noise source and environment often change over time, the frequency components, amplitude, and speed of the noise signal are generally not stationary. An active noise control device controls noise by providing a "noise-reducing" signal for cancellation from a suitable secondary source to the device environment or medium. An ideal noise-removed signal has the same amplitude as the noise signal and a phase of 180.
Different degrees. Therefore, when the noise removal signal and the noise signal are added at the acoustic addition junction, the two signals cancel or attenuate to reduce noise.

【0003】雑音信号を大幅に減衰させるには、上に述
べたように雑音信号と雑音除去信号の振幅と位相がよく
合わなければならない。一般には、能動的雑音制御装置
コントローラを用いる能動的雑音制御装置によりこれを
達成する。能動的雑音制御装置コントローラは、適応フ
ィルタリングのための1つまたはそれ以上の適応アルゴ
リズムを用いてディジタル信号処理を行う。適応フィル
タリング、より特定すると適応アルゴリズムは、誤り信
号を最小にし、また環境の時間的変化を絶えず追跡し
て、雑音信号及び環境のあらゆる変化を実時間で追跡す
る。適応フィルタリングは、最小二乗(「LMS」)ア
ルゴリズムなどの種々の既知の利用可能な適応アルゴリ
ズムを用いて、関連する適応フィルタのタップ即ち係数
を確定し、雑音源及び環境をモデル化して誤り信号即ち
残留信号を減らしまたは最小にする。
In order to greatly attenuate a noise signal, as described above, the amplitude and phase of the noise signal and the noise removal signal must match well. Generally, this is achieved with an active noise controller using an active noise controller controller. The active noise controller controller performs digital signal processing using one or more adaptive algorithms for adaptive filtering. Adaptive filtering, and more specifically, adaptive algorithms, minimize error signals and constantly track changes in the environment over time, tracking noise signals and any changes in the environment in real time. Adaptive filtering uses various known available adaptive algorithms, such as a least-squares ("LMS") algorithm, to determine the taps or coefficients of the associated adaptive filter, and to model the noise source and the environment to produce an error signal or environment. Reduce or minimize residual signals.

【0004】受動的雑音制御装置に比べて、能動的雑音
制御装置は雑音を大きく減衰させるだけでなく、寸法や
重量や容量やコストなどを減少させるという潜在的な利
点を持つ。能動的雑音制御は、受動的手段を用いる制御
では困難で費用がかかることが多い雑音を減衰させる効
果的な方法であり、また製造や装置の運転や消費者製品
の広範囲の問題に適用できる。
[0004] Compared to passive noise control devices, active noise control devices have the potential advantage of not only greatly attenuating noise, but also reducing size, weight, capacity and cost. Active noise control is an effective method of attenuating noise, which is often difficult and expensive with control using passive means, and is applicable to a wide range of issues in manufacturing, equipment operation, and consumer products.

【0005】能動的雑音制御装置は、一般にフィードフ
ォワード能動的雑音制御装置とフィードバック能動的雑
音制御装置に分かれる。この発明はフィードフォワード
能動的雑音制御装置への適用の例を示すので、この発明
はこの線に沿って説明する。
[0005] The active noise control device is generally divided into a feedforward active noise control device and a feedback active noise control device. The present invention will be described along this line as it shows an example of application to a feedforward active noise control device.

【0006】フィードフォワード能動的雑音制御装置
は、一般に、雑音源からの雑音信号を検出して対応する
一次信号を生成する基準センサと、二次信号を生成する
能動的雑音制御装置コントローラと、基準センサの下流
にあって二次信号を受けて雑音信号を打ち消しまたは減
衰させる雑音除去信号を生成する二次源と、残留信号を
検出して対応する誤り信号を生成する誤りセンサ、を備
える。残留信号は、雑音信号と、一次環境を通る誤り信
号に与える雑音除去信号との差である。能動的雑音制御
装置コントローラは一次信号と誤り信号を受け、これに
応じて二次信号を生成する。
A feedforward active noise controller generally comprises a reference sensor that detects a noise signal from a noise source and generates a corresponding primary signal; an active noise controller controller that generates a secondary signal; A secondary source downstream of the sensor for receiving the secondary signal and generating a noise removal signal for canceling or attenuating the noise signal; and an error sensor for detecting the residual signal and generating a corresponding error signal. The residual signal is the difference between the noise signal and the noise-removed signal applied to the error signal passing through the primary environment. The active noise controller controller receives the primary signal and the error signal and generates a secondary signal accordingly.

【0007】能動的雑音制御装置コントローラはディジ
タル信号プロセッサを用いて実現し、適用する打消し方
法の種類に従って決まる、適応フィルタリングのための
特定の適応アルゴリズムを用いてディジタル信号処理を
行う。また、基準センサと二次源と誤りセンサは、能動
的雑音制御装置コントローラとインターフェースするイ
ンターフェース回路を備えてよい。インターフェース回
路は、アナログ・ディジタル変換器や、ディジタル・ア
ナログ変換器や、低域フィルタなどのアナログフィルタ
や、自動利得制御増幅器を備えてよく、該当する領域、
即ちディジタル領域またはアナログ領域で信号を交換す
ることができる。インターフェース回路は別個に設けて
よい。
[0007] The active noise controller controller is implemented using a digital signal processor and performs digital signal processing using a specific adaptive algorithm for adaptive filtering, which depends on the type of cancellation method applied. Also, the reference sensor, the secondary source, and the error sensor may include an interface circuit that interfaces with the active noise controller controller. The interface circuit may include an analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, an analog filter such as a low-pass filter, and an automatic gain control amplifier.
That is, signals can be exchanged in the digital domain or the analog domain. The interface circuit may be provided separately.

【0008】フィードフォワード能動的雑音制御装置
は、伝達関数P(z)を持つ一次経路を含む。一次経路
は、基準センサから誤りセンサまでの環境と定義する。
またフィードフォワード能動的雑音制御装置は二次経路
とフィードバック経路を有する。二次経路は伝達関数S
(z)を持つ。二次経路は、能動的雑音制御装置コント
ローラの出力から誤りセンサの出力までの環境と定義す
る。これは、ディジタル・アナログ変換器や、アナログ
フィルタや、電力増幅器や、スピーカや、誤りマイクロ
ホンや、その他の機器などの、インターフェース回路を
含む。またフィードバック経路は伝達関数F(z)を持
つ。フィードバック経路は、能動的雑音制御装置コント
ローラの出力から基準センサの出力までの環境と定義す
る。ディジタル信号プロセッサを用いる能動的雑音制御
装置コントローラは、一次経路を適応的にモデル化する
適応フィルタW(z)を備える。適応フィルタW(z)
の目的は、残留信号即ち誤り信号を最小にすることであ
る。適応フィルタW(z)が行う適応フィルタリング
は、オンラインまたはオフラインで行う。
[0008] The feedforward active noise control device includes a primary path with a transfer function P (z). The primary path is defined as the environment from the reference sensor to the error sensor.
Also, the feedforward active noise control device has a secondary path and a feedback path. The secondary path is the transfer function S
(Z). The secondary path is defined as the environment from the output of the active noise controller controller to the output of the error sensor. This includes interface circuits such as digital-to-analog converters, analog filters, power amplifiers, speakers, error microphones, and other equipment. The feedback path has a transfer function F (z). The feedback path is defined as the environment from the output of the active noise controller controller to the output of the reference sensor. An active noise controller controller using a digital signal processor comprises an adaptive filter W (z) that adaptively models the primary path. Adaptive filter W (z)
Is to minimize residual or error signals. The adaptive filtering performed by the adaptive filter W (z) is performed online or offline.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】フィードフォワード能
動的雑音制御装置は、装置全体の性能を損ねる重大な欠
点を持つことが多い。雑音信号を打ち消す雑音除去信号
を二次源が生成すると、雑音除去信号の一部が逆に伝わ
って、基準センサは雑音信号と共にこれを受ける。雑音
除去信号が二次源から基準センサに伝わる経路はフィー
ドバック経路である。繰り返すと、フィードバック経路
の定義は能動的雑音制御装置コントローラの出力から基
準センサの出力までの媒体環境である。基準センサに向
かってフィードバック経路を流れる雑音除去信号の一部
は、フィードバック経路を伝わるフィードバック信号の
一部である。基準センサがフィードバック信号を受ける
と、基準センサは能動的雑音制御装置コントローラに間
違った一次信号を与えるので、装置全体の性能が損なわ
れる。フィードバック信号と雑音信号の位相が同じ場合
は、基準センサは過大な一次信号を生成する。フィード
バック信号と雑音信号の位相が合っていない場合は、基
準センサはやはり間違った信号を生成する。どちらにし
ても、フィードバック信号は望ましくなく、全体の性能
を損なう。またフィードバック信号により装置の伝達関
数の応答に極を生じて、フィードバックループの利得が
大きくなると不安定になる可能性がある。
Feedforward active noise control systems often have significant drawbacks that impair the performance of the overall system. When the secondary source produces a noise cancellation signal that cancels the noise signal, a portion of the noise cancellation signal propagates back and the reference sensor receives it along with the noise signal. The path through which the noise removal signal travels from the secondary source to the reference sensor is the feedback path. Again, the definition of the feedback path is the media environment from the output of the active noise controller controller to the output of the reference sensor. The portion of the noise removal signal flowing through the feedback path toward the reference sensor is a portion of the feedback signal traveling along the feedback path. If the reference sensor receives the feedback signal, the reference sensor will provide the wrong primary signal to the active noise controller controller, thereby degrading the performance of the overall device. If the feedback signal and the noise signal have the same phase, the reference sensor generates an excessive primary signal. If the feedback signal and the noise signal are out of phase, the reference sensor will still produce the wrong signal. Either way, the feedback signal is undesirable and detracts from the overall performance. Also, the feedback signal may cause a pole in the response of the transfer function of the device, and may become unstable when the gain of the feedback loop increases.

【0010】応用によっては、フィードバック経路の影
響をモデル化して抑制しないと装置全体の性能が大幅に
劣化する。二次源が基準センサのごく近くにあるかまた
は密接に連絡している場合には、フィードバック経路の
モデル化とフィードバック信号の抑制は、能動的雑音制
御装置全体の性能に特に重要になる。このような装置の
例として、冷蔵庫や、空気ダクトが比較的短い窓空気調
和装置などがある。このような例では二次源は必然的に
基準センサの近くにあり、したがってフィードバック信
号とその悪影響は大きい。
In some applications, unless the effects of the feedback path are modeled and suppressed, the performance of the entire device is significantly degraded. When the secondary source is in close proximity or in close communication with the reference sensor, modeling the feedback path and suppressing the feedback signal is particularly important to the performance of the overall active noise controller. Examples of such devices include refrigerators and window air conditioners with relatively short air ducts. In such an example, the secondary source is necessarily near the reference sensor, so the feedback signal and its adverse effects are large.

【0011】フィードバック経路の問題は過去にすでに
認識されており、いくつかの解決策が提案されているが
効果は限られている。提案されている解決策の第1のグ
ループは基準センサと二次源の使い方や種類や場所に注
目し、解決策の第2のグループは信号処理法に重点を置
いている。解決策の第1のグループの方法は、指向性の
ある基準センサと二次源を用いてフィードバック信号を
制限しまたは最小にするものである。これらの解決策を
用いると装置のコストと複雑さが増して全体の信頼性が
低下する。他方、広範囲の周波数にわたって優れた指向
性を得ることは、不可能ではないが困難である。
The problem of the feedback path has been recognized in the past, and several solutions have been proposed but with limited effectiveness. The first group of proposed solutions focuses on the use, type and location of reference sensors and secondary sources, while the second group of solutions focuses on signal processing. A first group of solutions is to use a directional reference sensor and a secondary source to limit or minimize the feedback signal. These solutions increase the cost and complexity of the device and reduce the overall reliability. On the other hand, obtaining excellent directivity over a wide range of frequencies is difficult, if not impossible.

【0012】提案されている解決策の第2のグループは
信号処理法に重点を置いているが、効果は限られてい
る。この解決策の信号処理法は、一般にオフラインモデ
ル化法とオンラインモデル化法に分かれる。オフライン
モデル化もオンラインモデル化も装置の識別法であっ
て、信号を装置に与え、得られた信号を分析して未知の
装置のモデルを作る。この方法では、未知の経路即ち環
境を既知の信号で刺激し、これに応答して発生する信号
を測定し分析する。
A second group of proposed solutions focuses on signal processing techniques, but with limited effectiveness. The signal processing methods of this solution are generally divided into offline modeling methods and online modeling methods. Both off-line modeling and on-line modeling are device identification methods, in which a signal is provided to the device and the resulting signal is analyzed to create a model of the unknown device. In this method, an unknown path or environment is stimulated with a known signal, and a signal generated in response thereto is measured and analyzed.

【0013】オフラインフィードバック経路モデル化法
では、通常は能動的雑音制御装置が行っている雑音信号
の打消しを止めた状態で既知の信号を与える。適応アル
ゴリズムを用いて適応フィルタの係数即ちタップを計算
し、フィードバック経路の影響を最小にする。係数即ち
タップをオフラインで決定すると、実際の能動的雑音制
御装置の動作中は、ディジタルフィルタ内のタップ即ち
係数を固定し、実際の動作中は変更しない。オフライン
フィードバック経路モデル化法で十分な場合もあるが、
パラメータが頻繁に変わる装置に用いる場合はオフライ
ンモデル化では十分な性能が得られない。例えば、温度
や信号の流れの速度が頻繁に変わると、フィードバック
経路モデルはこの変化のために不正確になる。
In the off-line feedback path modeling method, a known signal is given in a state where the noise signal cancellation which is usually performed by the active noise control device is stopped. An adaptive algorithm is used to calculate the coefficients or taps of the adaptive filter to minimize the effects of the feedback path. Once the coefficients or taps are determined off-line, the taps or coefficients in the digital filter are fixed during operation of the actual active noise control device and are not changed during actual operation. Offline feedback path modeling may be sufficient,
When used in an apparatus whose parameters change frequently, sufficient performance cannot be obtained by off-line modeling. For example, if the temperature or the speed of the signal flow changes frequently, the feedback path model will be inaccurate due to these changes.

【0014】オフラインフィードバック経路モデル化が
持つ別の問題は、オフラインフィードバック経路モデル
化により未知の環境を正しくモデル化するには、雑音信
号を除く、即ち遮断する必要があることである。実際の
装置では、これはできないことが多い。例えば、電源に
接続して需要者に電力を供給中の電力変圧器を、オフラ
インモデル化のために停止させることは容易にはできな
い。頻繁に変わる装置でフィードバック経路を常に正確
にモデル化するためには、オフラインフィードバック経
路のモデル化を定常的に行う必要がある。雑音源を遮断
できないときにオフラインモデル化を行うには、既知の
信号即ちモデル化信号をかなり長い時間、非常に大きな
振幅で与えることになる。このようにしても、オフライ
ンモデル化は不正確である。
Another problem with off-line feedback path modeling is that noise signals must be removed, or cut off, to correctly model an unknown environment with off-line feedback path modeling. This is often not possible with real devices. For example, it is not easy to shut down a power transformer connected to a power source and supplying power to a consumer for offline modeling. In order to always accurately model the feedback path with a device that changes frequently, it is necessary to constantly model the offline feedback path. Performing off-line modeling when the noise source cannot be blocked involves providing a known or modeled signal for a very long period of time with very large amplitudes. Even so, off-line modeling is inaccurate.

【0015】オンラインフィードバック経路モデル化と
は、雑音信号が未知の環境に入り、かつ能動的雑音制御
装置が動作して雑音信号を打ち消している状態で行う、
フィードバック経路のモデル化である。理想を言えば、
オンラインフィードバック経路モデル化を行うときに、
モデル化する装置環境は任意に変化させておき他方で能
動的雑音制御装置を働かせて、これにより、温度や流れ
などの変化によって変化する装置の環境でオフラインフ
ィードバック経路モデル化を行う際に起こる問題を避け
たい。しかし過去に試みられたオンラインフィードバッ
ク経路モデル化は不満足であって、フィードバック経路
をオンラインでモデル化することは失敗している。
The online feedback path modeling is performed when the noise signal enters an unknown environment and the active noise control device operates to cancel the noise signal.
Modeling the feedback path. Ideally,
When doing online feedback path modeling,
The problem that arises when performing an off-line feedback path modeling in a device environment that changes due to changes in temperature, flow, etc., while arbitrarily changing the device environment to be modeled and using an active noise control device. I want to avoid. However, online feedback path modeling attempted in the past has been unsatisfactory and modeling the feedback path online has failed.

【0016】このような方法の1つは、適応抑制フィル
タをフィードバック経路に並列に設けることである。適
応抑制フィルタ方式は、例えば米国特許番号第4,47
3,906号、「能動音響減衰器(Active Acoustic Att
enuator)」に述べられているが、これが効果的に動作す
るのはオフラインフィードバック経路モデル化モードの
ときだけである。それは、適応抑制フィルタは、雑音信
号と雑音除去信号が完全に打ち消しているときでも適応
しようとするからである。フィードバック抑制法は、適
応フィルタの出力と相関のある一次信号の全ての部分を
除去するようにフィードバック経路をモデル化して、理
想的にはフィードバックのないように見える装置にす
る。一次雑音信号は雑音除去信号との相関が高いので、
適応フィードバック抑制フィルタは、フィードバック信
号が完全に打ち消されても適応を続ける。そのため、装
置がオンラインのときはフィードバック抑制フィルタの
適応を非活動状態にしなければならない。また雑音信号
が狭帯域の周波数成分を含むときは、オンラインで適応
しようとすると、適応フィードバック抑制フィルタがう
まく収束しない場合がある。
One such method is to provide an adaptive suppression filter in parallel in the feedback path. The adaptive suppression filter method is described in, for example, US Pat.
No. 3,906, "Active Acoustic Attack"
enuator), but only works effectively in the offline feedback path modeling mode. This is because the adaptive suppression filter attempts to adapt even when the noise signal and the noise removal signal are completely cancelled. Feedback suppression models the feedback path to remove all parts of the primary signal that are correlated with the output of the adaptive filter, making the device ideally seemingly free of feedback. Since the primary noise signal has a high correlation with the noise removal signal,
The adaptive feedback suppression filter continues to adapt even if the feedback signal is completely canceled. Therefore, the feedback suppression filter adaptation must be deactivated when the device is online. Further, when the noise signal includes a narrow-band frequency component, the adaptive feedback suppression filter may not converge well when trying to adapt online.

【0017】別のオンラインフィードバック経路モデル
化法では、無限インパルス応答(「IIR」)フィルタ
を用いてフィードバック信号を補償する。この方法の有
効性には限界がある。例えば、米国特許番号第4,67
7,677号、「オンライン適応フィードバック打消し
による能動音声減衰装置」は、能動的雑音制御装置に用
いる適応IIRフィルタ構造を提案している。この方法
では、フィードバック経路を全装置モデルの一部と考え
るが、フィードバック経路の真のモデル化ではない。こ
の方法は、適応IIRフィルタに特有のいくつかの欠点
を持つ。例えば、IIRフィルタのいくつかの極は適応
過程中に単位円の外に動いて不安定になる可能性がある
ので、無条件に安定ではない。また局部最小値があるの
で、適応することによりこの局部最小値の1つに収束す
る可能性がある。更に、IIRフィルタで用いる適応ア
ルゴリズムは、FIRフィルタに比べて収束速度が比較
的遅いことが多い。
Another on-line feedback path modeling method uses an infinite impulse response ("IIR") filter to compensate the feedback signal. The effectiveness of this method is limited. For example, U.S. Pat.
No. 7,677, "Active Speech Attenuator with Online Adaptive Feedback Cancellation" proposes an adaptive IIR filter structure for use in an active noise controller. This method considers the feedback path as part of the overall device model, but is not a true modeling of the feedback path. This method has some disadvantages specific to adaptive IIR filters. For example, some poles of an IIR filter are not unconditionally stable because they may move out of the unit circle and become unstable during the adaptation process. Also, since there is a local minimum, there is a possibility that by adaptation it will converge to one of this local minimum. Further, the adaptive algorithm used in the IIR filter often has a relatively slow convergence speed as compared with the FIR filter.

【0018】別の提案されているオンラインフィードバ
ック経路モデル化法では、雑音信号と区別するためにモ
デル化信号の振幅を非常に大きくする必要がある。この
方法は装置に別の雑音を発生させるので、能動的雑音制
御装置全体の動作と性能に悪影響を与える。
Another proposed online feedback path modeling method requires that the amplitude of the modeled signal be very large to distinguish it from the noise signal. This method introduces additional noise into the device, which adversely affects the operation and performance of the overall active noise control device.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上に述べたことから、上
述の問題を除きまたは減らす、オンラインフィードバッ
ク経路モデル化の能動的雑音制御装置と方法が必要であ
ることが分かる。この発明では、フィードバック経路の
オンラインモデル化を行いまたその影響を抑制して、能
動的雑音制御装置をより効果的にまた正確に動作させる
ことにより、フィードバック信号の問題の信号処理を解
決する、オンラインフィードバック経路モデル化の能動
的雑音制御装置と方法を与える。これはフィードバック
経路が変化するときでも達成される。この発明は広帯域
雑音信号も狭帯域雑音信号も減衰させる。
From the foregoing, it can be seen that there is a need for an active noise control apparatus and method for online feedback path modeling that eliminates or reduces the aforementioned problems. The present invention solves the signal processing problem of the feedback signal by performing an online modeling of the feedback path and suppressing its influence to operate the active noise control device more effectively and accurately. An active noise control device and method for feedback path modeling is provided. This is achieved even when the feedback path changes. The present invention attenuates both broadband and narrowband noise signals.

【0020】この発明の1つの実施の形態では、能動的
雑音制御装置を設けて雑音除去信号を生成し、一次経路
の媒体を通して入る雑音信号を減衰させる。能動的雑音
制御装置はオンラインフィードバック経路モデル化とフ
ィードバック経路抑制を行う。能動的雑音制御装置は、
基準センサと、二次源と、誤りセンサと、能動的雑音制
御装置コントローラを備える。基準センサは雑音信号と
フィードバック信号を受けて一次信号を生成する。二次
源は二次信号を受けて対応する雑音除去信号を生成し、
これを媒体に与えて雑音信号を減衰させる。誤りセンサ
は、雑音信号と雑音除去信号の組合わせである残留信号
を受ける。誤りセンサは、残留信号を受けるとこれに応
じて誤り信号を生成する。能動的雑音制御装置コントロ
ーラは一次信号と誤り信号を受けて二次信号を生成し、
一方でオンラインフィードバック経路モデル化を行う。
In one embodiment of the present invention, an active noise controller is provided to generate a noise rejection signal to attenuate the noise signal entering through the primary path medium. The active noise controller performs online feedback path modeling and feedback path suppression. The active noise control device
It comprises a reference sensor, a secondary source, an error sensor, and an active noise controller controller. The reference sensor receives the noise signal and the feedback signal and generates a primary signal. The secondary source receives the secondary signal and generates a corresponding denoised signal;
This is applied to the medium to attenuate the noise signal. The error sensor receives a residual signal that is a combination of the noise signal and the noise removal signal. The error sensor generates an error signal in response to receiving the residual signal. The active noise controller controller receives the primary signal and the error signal to generate a secondary signal,
On the other hand, online feedback path modeling is performed.

【0021】この発明は種々の技術的な利点を持つ。こ
の発明の1つの技術的な利点は、オンラインフィードバ
ック経路モデル化を正確に行って、能動的雑音制御装置
全体の性能を向上させることである。この発明の別の技
術的な利点は、既存のディジタル信号処理法とアルゴリ
ズムを用いてこの発明を実現できることである。この発
明の更に別の技術的な利点は、フィードバック経路の影
響を除くことにより、能動的雑音制御装置の安定性を向
上させることである。この発明の更に別の利点は、広帯
域雑音信号でも狭帯域雑音信号でも打消しまたは減衰さ
せることができることである。その他の利点は、以下の
図面と説明と特許請求の範囲から、当業者に明らかであ
る。
The present invention has various technical advantages. One technical advantage of the present invention is that it accurately performs online feedback path modeling to improve the overall performance of the active noise control system. Another technical advantage of the present invention is that the present invention can be implemented using existing digital signal processing methods and algorithms. Yet another technical advantage of the present invention is that it improves the stability of an active noise controller by eliminating the effects of the feedback path. Yet another advantage of the present invention is that both wideband and narrowband noise signals can be canceled or attenuated. Other advantages will be apparent to one skilled in the art from the following figures, descriptions, and claims.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【実施例】図1は、フィードフォワード能動的雑音制御
装置50のブロック図である。フィードフォワード能動
的雑音制御装置50は、雑音源14と、基準センサ16
と、能動的雑音制御装置コントローラ10と、二次源1
8と、誤りセンサ20を備える。雑音源14は雑音信号
を生成し、または装置環境を通して与え、基準センサ1
6はこの信号を受ける。図1では、雑音信号は雑音源か
ら流れ出る。
FIG. 1 is a block diagram of a feedforward active noise control device 50. The feedforward active noise control device 50 includes a noise source 14 and a reference sensor 16.
The active noise controller controller 10 and the secondary source 1
8 and an error sensor 20. The noise source 14 generates a noise signal or provides it through the device environment,
6 receives this signal. In FIG. 1, the noise signal flows out of the noise source.

【0023】基準センサ16は対応する電気信号x
(n)を生成する。これを一次信号x(n)と呼ぶ。基
準センサ16は、マイクロホンやタコメータや加速度計
などの、任意の種類のセンサを用いて実現してよい。ま
た基準センサ16はインターフェース回路24を備え、
雑音信号をアナログ信号として受けて、対応する一次信
号x(n)をディジタル信号として出してよい。インタ
ーフェース回路24は、アナログ・ディジタル変換器
や、アナログフィルタや、自動利得制御回路により制御
される増幅器や、エイリアス除去(antialiasing)回路な
どの任意の他の回路など、任意の種々の装置を含んでよ
い。
The reference sensor 16 receives a corresponding electrical signal x
(N) is generated. This is called a primary signal x (n). Reference sensor 16 may be implemented using any type of sensor, such as a microphone, tachometer, accelerometer, and the like. The reference sensor 16 includes an interface circuit 24,
The noise signal may be received as an analog signal and the corresponding primary signal x (n) may be output as a digital signal. Interface circuit 24 includes any of a variety of devices, such as analog-to-digital converters, analog filters, amplifiers controlled by automatic gain control circuits, and any other circuits such as antialiasing circuits. Good.

【0024】能動的雑音制御装置コントローラ10は、
一次信号x(n)を受けて対応する電気信号y(n)を
生成する。これを二次信号y(n)と呼ぶ。二次信号y
(n)を二次源18に与えると、二次源18はこれを受
けて、装置環境にアナログ信号で戻す。二次源18の出
力信号を雑音除去信号と呼び、雑音源14から出る雑音
信号を減らし、打ち消し、または抑制するよう設計す
る。二次源18は、任意の信号源、例えばスピーカやシ
ェーカやその他の利用可能な信号源を用いて実現してよ
い。また二次源18はインターフェース回路26を備え
る。回路26により、二次信号y(n)をディジタル領
域からアナログ領域に変換して、所望の振幅で与える。
例えばインターフェース回路26は、ディジタル・アナ
ログ変換器や、低域フィルタなどのアナログフィルタ
や、自動利得制御回路により制御される増幅器などの、
任意の種類の回路を含む。
The active noise controller controller 10 comprises:
Upon receiving the primary signal x (n), it generates a corresponding electric signal y (n). This is called a secondary signal y (n). Secondary signal y
When (n) is given to the secondary source 18, the secondary source 18 receives it and returns it to the device environment as an analog signal. The output signal of the secondary source 18 is called a noise removal signal, and is designed to reduce, cancel, or suppress the noise signal from the noise source 14. Secondary source 18 may be implemented using any signal source, such as a speaker, shaker, or other available signal source. The secondary source 18 includes an interface circuit 26. The circuit 26 converts the secondary signal y (n) from the digital domain to the analog domain and gives it with a desired amplitude.
For example, the interface circuit 26 includes a digital-to-analog converter, an analog filter such as a low-pass filter, and an amplifier controlled by an automatic gain control circuit.
Including any type of circuit.

【0025】雑音除去信号を装置環境に導入すると、雑
音除去信号の一部も、能動的雑音制御装置コントローラ
10の出力から基準センサ16の出力までの経路と定義
するフィードバック経路を通して、基準センサ16に戻
る。図示のように、フィードバック信号22はフィード
バック経路を通って流れ、その成分の1つは、フィード
バック経路を通って流れる雑音除去信号の一部である。
これを雑音除去フィードバック成分と呼ぶ。またフィー
ドバック信号22は、この発明の一部である修正モデル
化フィードバック成分を含む。フィードバック信号22
の修正モデル化フィードバック成分はモデル化信号の結
果として生成される。後で詳しく説明するように、これ
は二次信号y(n)の一部であって、フィードバック経
路を通って流れる。このように、フィードバック信号2
2は、雑音除去フィードバック成分と修正モデル化フィ
ードバック成分を含む。基準センサ16は雑音信号と共
にフィードバック信号22を受け、その結果として一次
信号x(n)を生成する。したがって一次信号x(n)
は雑音信号成分とフィードバック信号成分を含み、フィ
ードバック信号成分は雑音除去フィードバック成分と修
正モデル化フィードバック成分を含む。基準センサ16
の入力にフィードバック信号22を与えると、正しくな
い一次信号x(n)が生成される。これについては後で
詳細に説明する。
When the noise cancellation signal is introduced into the equipment environment, a portion of the noise cancellation signal is also transmitted to the reference sensor 16 through a feedback path defining the path from the output of the active noise controller controller 10 to the output of the reference sensor 16. Return. As shown, the feedback signal 22 flows through the feedback path, one of its components being part of the noise cancellation signal flowing through the feedback path.
This is called a noise removal feedback component. Feedback signal 22 also includes a modified modeling feedback component that is part of the present invention. Feedback signal 22
Are generated as a result of the modeled signal. This is part of the secondary signal y (n), which will flow through the feedback path, as will be explained in more detail below. Thus, the feedback signal 2
2 includes a denoising feedback component and a modified modeling feedback component. The reference sensor 16 receives the feedback signal 22 along with the noise signal, and generates a primary signal x (n) as a result. Therefore, the primary signal x (n)
Includes a noise signal component and a feedback signal component, and the feedback signal component includes a noise removal feedback component and a modified modeling feedback component. Reference sensor 16
, An incorrect primary signal x (n) is generated. This will be described later in detail.

【0026】誤りセンサ20は、雑音信号と雑音除去信
号を音響加算接合点で加算した結果である残留信号を受
ける。この残留信号はゼロが理想である。雑音信号と振
幅が等しく位相が180度異なる雑音除去信号を音響加
算接合点に与えて雑音信号を完全に打ち消すと、残留信
号はゼロになる。
The error sensor 20 receives a residual signal that is the result of adding the noise signal and the noise removal signal at the acoustic addition junction. Ideally, this residual signal is zero. When a noise removal signal having the same amplitude as the noise signal and having a phase difference of 180 degrees is provided to the acoustic addition junction to completely cancel the noise signal, the residual signal becomes zero.

【0027】誤りセンサ20は残留信号を受けて、対応
する誤り信号e(n)を生成する。誤りセンサ20は任
意のセンサを用いて実現してよい。例えば、基準センサ
16と同様に誤りセンサ20は、マイクロホンやタコメ
ータや加速度計や任意の他の利用可能なセンサを用いて
実現してよい。誤り信号e(n)は、インターフェース
回路28を用いてディジタル領域で与えてよい。インタ
ーフェース回路28はインターフェース回路24と同じ
でよく、アナログ・ディジタル変換器や、平滑フィルタ
や、自動利得制御回路で制御される増幅器などの回路を
含んでよい。誤り信号e(n)を能動的雑音制御装置コ
ントローラ10に与えると、適応形能動的雑音制御装置
フィルタ66はこの信号を用いて能動的雑音制御を行
い、二次信号y(n)の生成を調整して、フィードフォ
ワード能動的雑音制御装置50の全体の性能を向上させ
る。適応形能動的雑音制御装置フィルタ66は能動的雑
音制御装置コントローラ10の主フィルタであって、こ
れを図2に示す。詳細は後で説明する。また能動的雑音
制御装置コントローラ10はオンラインフィードバック
経路モデル化とフィードバック経路抑制を行って、フィ
ードバック信号22の影響を減少させる。
The error sensor 20 receives the residual signal and generates a corresponding error signal e (n). The error sensor 20 may be realized using an arbitrary sensor. For example, like the reference sensor 16, the error sensor 20 may be implemented using a microphone, tachometer, accelerometer, or any other available sensor. The error signal e (n) may be provided in the digital domain using the interface circuit 28. The interface circuit 28 may be the same as the interface circuit 24, and may include circuits such as an analog-to-digital converter, a smoothing filter, and an amplifier controlled by an automatic gain control circuit. When the error signal e (n) is given to the active noise controller controller 10, the adaptive active noise controller filter 66 performs active noise control using this signal and generates the secondary signal y (n). Adjust to improve the overall performance of feedforward active noise controller 50. The adaptive active noise controller filter 66 is the main filter of the active noise controller controller 10 and is shown in FIG. Details will be described later. The active noise controller controller 10 also performs online feedback path modeling and feedback path suppression to reduce the effects of the feedback signal 22.

【0028】図1ではインターフェース回路24とイン
ターフェース回路26とインターフェース回路28をそ
れぞれのセンサまたは源の一部として示したが、インタ
ーフェース回路は独立に即ち別個に、離散的回路構成要
素として設けてもよい。この発明は、特定の種類のイン
ターフェース回路に制限されるものではない。
Although the interface circuit 24, interface circuit 26, and interface circuit 28 are shown in FIG. 1 as part of each sensor or source, the interface circuits may be provided independently, ie, separately, as discrete circuit components. . The present invention is not limited to a particular type of interface circuit.

【0029】図2と図3に詳細に示す能動的雑音制御装
置コントローラ10は、一次信号x(n)と誤り信号e
(n)を受けて二次信号y(n)を生成する。能動的雑
音制御装置コントローラ10はオンラインフィードバッ
ク経路モデル化回路とフィードバック信号抑制回路を備
える。フィードバック経路は伝達関数F(z)でモデル
化してよい。また能動的雑音制御装置コントローラ10
は適応形能動的雑音制御装置フィルタ66を備える。こ
れは平均フィルタの役目をし、伝達関数P(z)を持つ
一次装置即ち環境を適応的にモデル化する。
The active noise controller controller 10, shown in detail in FIGS. 2 and 3, comprises a primary signal x (n) and an error signal e.
In response to (n), a secondary signal y (n) is generated. The active noise controller controller 10 includes an online feedback path modeling circuit and a feedback signal suppression circuit. The feedback path may be modeled by a transfer function F (z). Active noise control device controller 10
Comprises an adaptive active noise control device filter 66. It serves as an averaging filter and adaptively models the primary device or environment with the transfer function P (z).

【0030】また能動的雑音制御装置コントローラ10
はモデル化信号発生器64を備える。これを用いてモデ
ル化信号をフィードフォワード能動的雑音制御装置に導
入すると、モデル化信号がフィードバック経路を通っ
て、フィードバック励起信号即ち修正モデル化信号を生
成する。修正モデル化信号はフィードバック経路を通る
ため、フィードバック経路と相関がある。修正モデル化
信号は、フィードバック信号22の雑音除去フィードバ
ック成分と共に、フィードバック信号22の修正モデル
化フィードバック成分として与えられる。通常は、モデ
ル化信号は一次信号x(n)及び二次信号y(n)より
かなり小さい振幅で与える。オンラインフィードバック
経路モデル化回路及びフィードバック信号抑制回路と共
に修正モデル化信号を用いて、オンラインモデル化及び
フィードバック信号抑制を行う。モデル化信号と、フィ
ードバック信号22の修正モデル化フィードバック成分
として働く修正モデル化信号については、図2と図3に
より後で詳細に説明する。能動的雑音制御装置コントロ
ーラ10は、誤り信号e(n)を減らしまたは最小にす
ることによりフィードフォワード能動的雑音制御装置5
0を制御し、他方ではフィードバック経路のオンライン
フィードバック経路モデル化を行って、装置全体の性能
と雑音打消し機能を向上させる。
The active noise controller controller 10
Comprises a modeled signal generator 64. When this is used to introduce the modeled signal into the feedforward active noise controller, the modeled signal passes through the feedback path and produces a feedback excitation signal, or a modified modeled signal. The modified modeling signal follows the feedback path and is therefore correlated with the feedback path. The modified modeling signal is provided as a modified modeling feedback component of the feedback signal 22 along with the noise removal feedback component of the feedback signal 22. Typically, the modeled signal is provided with a much smaller amplitude than the primary signal x (n) and the secondary signal y (n). The modified modeling signal is used together with the online feedback path modeling circuit and the feedback signal suppression circuit to perform online modeling and feedback signal suppression. The modeling signal and the modified modeling signal acting as a modified modeling feedback component of the feedback signal 22 will be described in detail later with reference to FIGS. The active noise controller controller 10 controls the feedforward active noise controller 5 by reducing or minimizing the error signal e (n).
0 and, on the other hand, perform on-line feedback path modeling of the feedback path to improve overall device performance and noise cancellation.

【0031】能動的雑音制御装置コントローラ10は、
ディジタル信号プロセッサなどのディジタル回路を用い
て実現してよい。例えばテキサスインスツルメンツ社
は、TMS320C25及びTMS320C30ディジ
タル信号プロセッサを含むディジタル信号プロセッサの
ファミリーを提供している。高速のディジタル信号プロ
セッサと関連するハードウエアの出現により、この発明
の実現が一層容易になった。多くのディジタル信号プロ
セッサは固定点データ書式を用いている。この場合は、
インターフェース回路24とインターフェース回路28
のアナログ・ディジタル変換器のダイナミックレンジを
広げるために、各データ入力に自動利得制御回路を用い
なければならない。
The active noise controller controller 10 comprises:
It may be realized using a digital circuit such as a digital signal processor. For example, Texas Instruments offers a family of digital signal processors, including the TMS320C25 and TMS320C30 digital signal processors. The advent of high-speed digital signal processors and associated hardware has made the invention easier to implement. Many digital signal processors use a fixed point data format. in this case,
Interface circuit 24 and interface circuit 28
In order to extend the dynamic range of the analog-to-digital converter, an automatic gain control circuit must be used for each data input.

【0032】図2は、能動的雑音制御装置コントローラ
10のブロック図である。能動的雑音制御装置コントロ
ーラ10は基準センサ16から一次信号x(n)を受
け、誤りセンサ20から誤り信号e(n)を受けて、種
々のフィルタリングや処理やモデル化機能を行い、二次
信号y(n)を生成して二次源18に与える。一次信号
x(n)は、フィードバック抑制フィルタ70の出力信
号と共に加算接合点52に入る。加算接合点52では一
次信号x(n)からフィードバック抑制フィルタ70の
出力信号を引いて、出力信号x’(n)を生成する。一
次信号x(n)の1成分である、フィードバック信号2
2の雑音除去フィードバック成分がフィードバック抑制
フィルタ70により除去されので、信号x’(n)をフ
ィードバック抑制一次信号と呼んでよい。
FIG. 2 is a block diagram of the active noise controller controller 10. The active noise controller controller 10 receives the primary signal x (n) from the reference sensor 16 and receives the error signal e (n) from the error sensor 20 to perform various filtering, processing and modeling functions, and y (n) is generated and provided to the secondary source 18. The primary signal x (n) enters summing junction 52 with the output signal of feedback suppression filter 70. At the addition junction 52, the output signal of the feedback suppression filter 70 is subtracted from the primary signal x (n) to generate an output signal x '(n). Feedback signal 2, which is one component of the primary signal x (n)
The signal x ′ (n) may be referred to as a feedback-suppressed primary signal because the two noise-removal feedback components are removed by the feedback suppression filter 70.

【0033】信号識別回路54はフィードバック抑制一
次信号x’(n)を受けて、出力信号v’(n)を生成
する。雑音信号成分がフィードバック抑制一次信号x’
(n)から除去されるので、信号v’(n)を修正モデ
ル化信号と呼んでよい。修正モデル化信号v’(n)
は、フィードバック経路を通った後のモデル化信号v
(n)を表す。繰り返すと、フィードバック経路の定義
は能動的雑音制御装置コントローラ10の出力から基準
センサ16の出力までの装置環境である。信号識別回路
54は、実際上、フィードバック抑制一次信号x’
(n)の1成分として含まれるフィードバック信号22
の修正モデル化フィードバック成分を抜き出す。モデル
化信号v(n)の振幅は一般に雑音信号の振幅よりかな
り小さいにもかかわらず、これが達成される。信号識別
回路54は、相関解除(decorrelation) 遅れ装置とディ
ジタル適応フィルタを用いて、フィードバック信号22
の成分を全く含まない予測雑音信号u(n)を生成す
る。次に、予測雑音信号u(n)をフィードバック抑制
一次信号x’(n)から引いて、修正モデル化信号v’
(n)を生成する。信号識別回路54については、図3
を参照して後で詳細に説明する。
The signal identification circuit 54 receives the feedback suppression primary signal x '(n) and generates an output signal v' (n). The noise signal component is a feedback suppressed primary signal x '
Since it is removed from (n), the signal v ′ (n) may be called a modified modeling signal. Modified modeling signal v '(n)
Is the modeled signal v after going through the feedback path
(N). Again, the definition of the feedback path is the device environment from the output of the active noise controller controller 10 to the output of the reference sensor 16. The signal identification circuit 54 is, in effect, a feedback suppression primary signal x ′.
Feedback signal 22 contained as one component of (n)
Extract the modified modeling feedback component of. This is achieved even though the amplitude of the modeled signal v (n) is generally much smaller than the amplitude of the noise signal. The signal identification circuit 54 uses a decorrelation delay device and a digital adaptive filter to provide the feedback signal 22
A prediction noise signal u (n) that does not include any of the components is generated. Next, the predicted noise signal u (n) is subtracted from the feedback suppressed primary signal x ′ (n) to obtain the modified modeled signal v ′.
(N) is generated. FIG. 3 shows the signal identification circuit 54.
And will be described later in detail.

【0034】次にフィードバック抑制一次信号x’
(n)を、修正モデル化信号v’(n)と共に加算接合
点56に与える。加算接合点56では、フィードバック
抑制一次信号x’(n)から修正モデル化信号v’
(n)を引いて、処理一次信号と呼ぶ出力信号r(n)
を生成する。処理一次信号r(n)は、フィードバック
抑制一次信号x’(n)からフィードバック信号22の
修正モデル化フィードバック成分を除去した後の、一次
信号x(n)の雑音信号成分を含む。次に、処理一次信
号r(n)をフィードフォワード能動的雑音制御装置5
0の主適応フィルタに与える。この主適応フィルタは、
適応形能動的雑音制御装置フィルタ66と関連する適応
アルゴリズム72を含む。
Next, the feedback suppression primary signal x '
(N) to the summing junction 56 together with the modified modeling signal v ′ (n). At the summing junction 56, the modified modeling signal v 'is converted from the feedback suppression primary signal x' (n).
(N) minus the output signal r (n) called the processed primary signal
Generate The processed primary signal r (n) includes a noise signal component of the primary signal x (n) after removing the modified modeling feedback component of the feedback signal 22 from the feedback-suppressed primary signal x '(n). Next, the processed primary signal r (n) is supplied to the feedforward active noise control device 5.
0 to the main adaptive filter. This primary adaptive filter is
It includes an adaptive active noise controller filter 66 and an associated adaptive algorithm 72.

【0035】適応形能動的雑音制御装置フィルタ66と
適応アルゴリズム72は共に機能して、生成二次信号と
呼ぶ出力信号s(n)を生成する。適応形能動的雑音制
御装置フィルタ66は処理一次信号r(n)を受け、適
応アルゴリズム72は処理一次信号r(n)と誤り信号
e(n)を受ける。適応アルゴリズム72は、適応形能
動的雑音制御装置フィルタ66が用いる係数即ちタップ
を生成し、適当な値の出力信号s(n)を生成して雑音
信号を打ち消す。適応アルゴリズム72は、誤り信号e
(n)の値を最小にするタップ即ち係数を生成する。
The adaptive active noise controller filter 66 and the adaptive algorithm 72 work together to generate an output signal s (n), called the generated secondary signal. The adaptive active noise controller filter 66 receives the processed primary signal r (n), and the adaptive algorithm 72 receives the processed primary signal r (n) and the error signal e (n). The adaptive algorithm 72 generates the coefficients or taps used by the adaptive active noise controller filter 66 to generate the appropriate value output signal s (n) to cancel the noise signal. The adaptive algorithm 72 calculates the error signal e
Generate taps or coefficients that minimize the value of (n).

【0036】適応形能動的雑音制御装置フィルタ66
は、任意の種類のディジタル適応フィルタ、例えばFI
Rフィルタ即ちトランスバーサル(Transversal) フィル
タや、IIRフィルタや、格子フィルタや、サブバンド
フィルタや、適応フィルタリングを行うことのできる任
意の他のフィルタ、により実現してよい。好ましくは、
適応形能動的雑音制御装置フィルタ66をFIRフィル
タにより実現して、安定性と性能を高める。適応アルゴ
リズム72に用いる適応アルゴリズムは、任意の既知の
または利用可能な適応アルゴリズム、例えば、最小平均
二乗(LMS)アルゴリズムや、正規化LMSアルゴリ
ズムや、相関LMSアルゴリズムや、漏洩(leaky) LM
Sアルゴリズムや、部分更新LMSアルゴリズムや、可
変ステップサイズLMSアルゴリズムや、符号付きLM
Sアルゴリズムや、複素LMSアルゴリズムなどを含ん
でよい。適応アルゴリズム72は、適応形能動的雑音制
御装置フィルタ66を実現する方法に従って、再帰的ま
たは非再帰的アルゴリズムを用いる。例えば、適応形能
動的雑音制御装置フィルタ66をIIRフィルタにより
実現する場合は、再帰的LMSアルゴリズムを適応アル
ゴリズム72に用いてよい。主な適応アルゴリズムの優
れた概説として、Sen M. Kue とDenni
s R. Morganの「適応雑音制御装置:アルゴ
リズムとDSP装置(Active Noise Control Systems: A
lgorithms and DSP Implementations)、1996年、が
ある。
Adaptive Active Noise Controller Filter 66
Can be any type of digital adaptive filter, such as FI
An R filter or Transversal filter, an IIR filter, a lattice filter, a subband filter, or any other filter capable of performing adaptive filtering may be implemented. Preferably,
The adaptive active noise controller filter 66 is implemented with an FIR filter to enhance stability and performance. The adaptation algorithm used for the adaptation algorithm 72 may be any known or available adaptation algorithm, such as a least mean square (LMS) algorithm, a normalized LMS algorithm, a correlated LMS algorithm, or a leaky LM.
S algorithm, partially updated LMS algorithm, variable step size LMS algorithm, signed LM
It may include an S algorithm, a complex LMS algorithm, and the like. The adaptive algorithm 72 uses a recursive or non-recursive algorithm, depending on how the adaptive active noise controller filter 66 is implemented. For example, if the adaptive active noise control device filter 66 is implemented by an IIR filter, a recursive LMS algorithm may be used for the adaptive algorithm 72. For an excellent overview of the main adaptive algorithms, see Sen M. Kue and Denni
sR. Morgan's "Adaptive Noise Control System: Algorithms and DSP Devices (Active Noise Control Systems: A
lgorithms and DSP Implementations), 1996.

【0037】またモデル化信号発生器64を設けて、白
色雑音信号即ちランダム信号であるモデル化信号v
(n)を生成する。モデル化信号発生器64は、任意の
方法を用いて白色雑音信号、ランダム信号、即ちチャー
プ(chirp) 信号を生成してよいが、一般にランダム信号
即ちチャープ信号を生成するに用いられる2つの基本的
方法の中の1つを用いる。第1の方法は一組の記憶され
たサンプルを用いるルックアップテーブル法であり、第
2の方法は信号生成アルゴリズムを用いる。両方とも有
限時間の後に繰り返すシーケンスを生成するので、いつ
も完全にランダムではない。モデル化信号v(n)は、
環境即ち経路をモデル化できる任意の信号でよい。
Further, a modeled signal generator 64 is provided to provide a modeled signal v which is a white noise signal, ie, a random signal.
(N) is generated. Modeling signal generator 64 may generate the white noise signal, the random signal, or the chirp signal, using any method, but generally two basic signals used to generate the random or chirp signal. Use one of the methods. The first method is a look-up table method using a set of stored samples, and the second method uses a signal generation algorithm. Both generate sequences that repeat after a finite time, so they are not always completely random. The modeled signal v (n) is
It can be any signal that can model the environment or path.

【0038】生成二次信号s(n)とモデル化信号v
(n)を加算接合点68に与える。モデル化信号v
(n)の振幅は一般に雑音信号または雑音除去信号の振
幅よりはるかに小さくして、フィードフォワード能動的
雑音制御装置50への影響を減らす。加算接合点68で
これらの2つの信号を加算して、二次信号y(n)を出
す。したがって二次信号y(n)は、(1)モデル化信
号v(n)と(2)生成二次信号s(n)の2つの成分
を含む。
The generated secondary signal s (n) and the modeled signal v
(N) is applied to the summing junction 68. Modeled signal v
The amplitude of (n) is generally much smaller than the amplitude of the noise signal or the noise rejection signal to reduce the effect on the feedforward active noise control device 50. These two signals are summed at summing junction 68 to produce a secondary signal y (n). Therefore, the secondary signal y (n) includes two components: (1) a modeled signal v (n) and (2) a generated secondary signal s (n).

【0039】またオンラインフィードバック経路モデル
化適応フィルタ60とこれに対応する適応アルゴリズム
62を、能動的雑音制御装置コントローラ10の一部と
して設ける。オンラインフィードバック経路モデル化適
応フィルタ60と適応アルゴリズム62を用いてフィー
ドバック経路をモデル化し、フィードバック抑制フィル
タ70にフィルタ係数即ちタップの設定を定期的に与え
る。繰り返すと、フィードバック経路の定義は能動的雑
音制御装置コントローラ10の出力から基準センサ16
の出力までの装置環境である。オンラインフィードバッ
ク経路モデル化適応フィルタ60は、サンプリング周期
の固定倍数毎に、フィルタタップの設定をフィードバッ
ク抑制フィルタ70に与える。サンプリング周期の固定
倍数はプログラム可能であり、これはサンプリング周期
毎、または好ましくはサンプリング周期の固定倍数毎で
あって、装置全体の許容できる性能を与える。例えば、
サンプリング周期の固定倍数は20サンプリング周期で
ある。これは一般に、フィードバック経路が変化する頻
度によって決まる。サンプリング周期はサンプリング速
度の逆数であって、サンプリング速度は、対象とする最
高周波数の2倍以上でなければならないというナイキス
ト基準を満たすよう、十分高くしなければならない。ま
た、オンラインフィードバック経路モデル化適応フィル
タ60を含む能動的雑音制御装置コントローラ10が行
う実時間ディジタル信号処理は、フィードフォワード能
動的雑音制御装置50のサンプリング周期より小さいサ
ンプリング周期で行わなければならない。
An online feedback path modeling adaptive filter 60 and a corresponding adaptive algorithm 62 are also provided as part of the active noise controller controller 10. A feedback path is modeled using an online feedback path modeling adaptive filter 60 and an adaptive algorithm 62, and a filter coefficient, that is, a tap setting is periodically given to a feedback suppression filter 70. Again, the definition of the feedback path is based on the output of the active noise controller controller 10 from the reference sensor 16.
This is the device environment up to the output. The online feedback path modeling adaptive filter 60 gives the filter tap setting to the feedback suppression filter 70 for each fixed multiple of the sampling period. The fixed multiple of the sampling period is programmable, which is per sampling period, or preferably, a fixed multiple of the sampling period, to provide acceptable performance of the entire device. For example,
The fixed multiple of the sampling period is 20 sampling periods. This generally depends on how often the feedback path changes. The sampling period is the reciprocal of the sampling rate, and the sampling rate must be high enough to meet the Nyquist criterion that it must be at least twice the highest frequency of interest. Also, the real-time digital signal processing performed by the active noise controller controller 10 including the online feedback path modeling adaptive filter 60 must be performed at a sampling period smaller than the sampling period of the feedforward active noise controller 50.

【0040】オンラインフィードバック経路モデル化適
応フィルタ60と適応アルゴリズム62は、モデル化信
号v(n)を入力として受ける。また適応アルゴリズム
62は、加算接合点58の出力信号を入力信号として受
ける。この信号は、修正モデル化信号v’(n)と、オ
ンラインフィードバック経路モデル化適応フィルタ60
の出力信号との差である。適応アルゴリズム62の機能
は、オンラインフィードバック経路モデル化適応フィル
タ60のタップ即ち係数を調整して、加算接合点58か
らの出力信号の平均二乗値を最小にすることである。加
算接合点58の出力信号は、最小化すべき誤り信号、例
えばモデル化誤り信号と考えてよい。したがってフィル
タ係数即ちタップは、サンプリング毎に誤り信号が漸進
的に最小になるように更新する。オンラインフィードバ
ック経路モデル化適応フィルタ60と適応アルゴリズム
62は、適応形能動的雑音制御装置フィルタ66と適応
アルゴリズム72に関して上に述べたような任意のディ
ジタル適応フィルタとして実現してよい。オンラインフ
ィードバック経路モデル化適応フィルタ60と適応アル
ゴリズム62はオンラインフィードバック経路モデルを
与える。
The online feedback path modeling adaptive filter 60 and the adaptive algorithm 62 receive as input a modeled signal v (n). Adaptive algorithm 62 also receives the output signal of summing junction 58 as an input signal. This signal is combined with the modified modeling signal v '(n) and the online feedback path modeling adaptive filter 60.
Is the difference from the output signal. The function of the adaptive algorithm 62 is to adjust the taps or coefficients of the online feedback path modeling adaptive filter 60 to minimize the mean square value of the output signal from the summing junction 58. The output signal of summing junction 58 may be considered an error signal to be minimized, for example, a modeled error signal. Thus, the filter coefficients or taps are updated so that the error signal progressively becomes smaller at each sampling. The online feedback path modeling adaptive filter 60 and the adaptive algorithm 62 may be implemented as any digital adaptive filter as described above with respect to the adaptive active noise controller filter 66 and the adaptive algorithm 72. Online feedback path modeling adaptive filter 60 and adaptive algorithm 62 provide an online feedback path model.

【0041】フィードバック抑制フィルタ70は非適応
ディジタルフィルタであって、オンラインフィードバッ
ク経路モデル化適応フィルタ60からタップ即ち係数の
設定を受ける。上に述べたように、これらの係数はサン
プリング周期毎にまたは好ましくは選択された間隔で、
オンラインフィードバック経路モデル化適応フィルタ6
0からフィードバック抑制フィルタ70に複写する。フ
ィードバック抑制フィルタ70はタップ即ち係数の情報
を受けて、これに応えて、その入力信号即ち生成二次信
号s(n)を処理する。フィードバック抑制フィルタ7
0はこの信号をフィルタリングして、フィードバック経
路を通して入るフィードバック信号22の雑音除去フィ
ードバック成分にほぼ等しい出力信号を生成する。次に
フィードバック抑制フィルタ70の出力信号を加算接合
点52に与えて、フィードバック信号22の雑音除去フ
ィードバック成分を一次信号x(n)から除去する。
The feedback suppression filter 70 is a non-adaptive digital filter, and receives taps or coefficients from the online feedback path modeling adaptive filter 60. As mentioned above, these coefficients are determined at each sampling period or, preferably, at selected intervals.
Online feedback path modeling adaptive filter 6
Copy from 0 to the feedback suppression filter 70. Feedback suppression filter 70 receives the tap or coefficient information and, in response, processes its input signal, the generated secondary signal s (n). Feedback suppression filter 7
0 filters this signal to produce an output signal approximately equal to the noise-removed feedback component of feedback signal 22 entering through the feedback path. Next, the output signal of the feedback suppression filter 70 is provided to the addition junction 52, and the noise removal feedback component of the feedback signal 22 is removed from the primary signal x (n).

【0042】動作を説明すると、能動的雑音制御装置コ
ントローラ10は、誤りセンサ20からの誤り信号e
(n)と基準センサ16からの一次信号x(n)を入力
として受ける。一次信号x(n)は、雑音信号成分とフ
ィードバック信号22成分を含むと考えてよい。繰り返
すと、フィードバック信号22は少なくとも2つの成
分、即ち雑音除去フィードバック成分と修正モデル化フ
ィードバック成分を含む。一次信号x(n)は加算接合
点52を通り、ここでフィードバック抑制フィルタ70
によりフィードバック信号22の雑音除去フィードバッ
ク成分を除去して、フィードバック抑制一次信号x’
(n)を生成する。フィードバック抑制一次信号x’
(n)は、信号識別回路54と加算接合点56に入る。
In operation, the active noise controller controller 10 controls the error signal e from the error sensor 20
(N) and the primary signal x (n) from the reference sensor 16 are received as inputs. The primary signal x (n) may be considered to include a noise signal component and a feedback signal 22 component. Again, the feedback signal 22 includes at least two components, a denoising feedback component and a modified modeling feedback component. The primary signal x (n) passes through a summing junction 52 where a feedback suppression filter 70
To remove the noise-removed feedback component of the feedback signal 22 to obtain the feedback-suppressed primary signal x ′.
(N) is generated. Feedback suppression primary signal x '
(N) enters the signal discrimination circuit 54 and the summing junction 56.

【0043】信号識別回路54は修正モデル化信号v’
(n)を生成し、この修正モデル化信号v’(n)も加
算接合点56に入る。加算接合点56ではフィードバッ
ク抑制一次信号x’(n)から修正モデル化信号v’
(n)を引いて、x’(n)の修正モデル化フィードバ
ック成分を除去し、処理一次信号r(n)を生成する。
処理一次信号r(n)は、適応形能動的雑音制御装置フ
ィルタ66と適応アルゴリズム72に入る。また適応ア
ルゴリズム72は、誤りセンサ20から誤り信号e
(n)を受ける。適応形能動的雑音制御装置フィルタ6
6は、適応形能動的雑音制御装置フィルタ66の係数即
ちタップを調整して誤り信号e(n)を最小にする適応
アルゴリズム72を用いて、二次信号s(n)を生成す
る。理想を言えば、生成二次信号s(n)を雑音信号と
位相が180度異なる信号にほぼ等しくして、生成二次
信号s(n)を二次源18でアナログ領域に変換した後
で雑音信号と加算すると、雑音信号が打ち消されるよう
にする。
The signal identification circuit 54 outputs the modified modeled signal v '
(N), and this modified modeling signal v ′ (n) also enters the summing junction 56. At the summing junction 56, the modified modeling signal v 'is converted from the feedback suppression primary signal x' (n).
Subtract (n) to remove the modified modeling feedback component of x '(n) and generate a processed primary signal r (n).
The processed primary signal r (n) enters an adaptive active noise controller filter 66 and an adaptive algorithm 72. Further, the adaptive algorithm 72 calculates the error signal e from the error sensor 20.
(N). Adaptive active noise control device filter 6
6 generates a secondary signal s (n) using an adaptive algorithm 72 that adjusts the coefficients or taps of the adaptive active noise controller filter 66 to minimize the error signal e (n). Ideally, after the generated secondary signal s (n) is substantially equal to a signal 180 degrees different in phase from the noise signal, and the generated secondary signal s (n) is converted to the analog domain by the secondary source 18, When added to the noise signal, the noise signal is canceled.

【0044】別の方法では加算接合点56を設けず、フ
ィードバック抑制一次信号x’(n)を適応形能動的雑
音制御装置フィルタ66と適応アルゴリズム72に直接
与える。この場合、フィードバック抑制一次信号x’
(n)は処理一次信号r(n)として機能するが、処理
一次信号r(n)は修正モデル化信号v’(n)を成分
として含む。こうしてよい理由は、修正モデル化信号
v’(n)の平均振幅が一般に一次信号x(n)の雑音
信号成分よりかなり小さいからである。雑音信号成分
も、フィードバック抑制一次信号x’(n)の1成分と
して含まれている。
Another alternative is to provide no feedback junction primary signal x '(n) directly to the adaptive active noise controller filter 66 and the adaptive algorithm 72 without the addition junction 56. In this case, the feedback suppression primary signal x '
(N) functions as the processing primary signal r (n), but the processing primary signal r (n) includes the modified modeled signal v ′ (n) as a component. The reason for this is that the average amplitude of the modified modeled signal v '(n) is generally much smaller than the noise signal component of the primary signal x (n). The noise signal component is also included as one component of the feedback suppression primary signal x '(n).

【0045】一方、モデル化信号発生器64はモデル化
信号v(n)を、加算接合点68と、オンラインフィー
ドバック経路モデル化適応フィルタ60と、適応アルゴ
リズム62に与える。モデル化信号v(n)と生成二次
信号s(n)を加算接合点68で加算して、二次信号y
(n)を生成する。次に、二次信号y(n)を二次源1
8に与えると、対応する、雑音信号を打ち消す雑音除去
信号を生成する。モデル化信号v(n)の振幅は雑音信
号の振幅よりやや小さいことが好ましい。これは、装置
環境全体に余り影響を与えずに、モデル化信号がフィー
ドバック経路を刺激するようにするためである。
On the other hand, the modeling signal generator 64 supplies the modeling signal v (n) to the summing junction 68, the online feedback path modeling adaptive filter 60, and the adaptive algorithm 62. The modeled signal v (n) and the generated secondary signal s (n) are added at an addition junction 68 to obtain a secondary signal y
(N) is generated. Next, the secondary signal y (n) is
8 to generate a corresponding noise removal signal that cancels the noise signal. Preferably, the amplitude of the modeled signal v (n) is slightly smaller than the amplitude of the noise signal. This is so that the modeling signal stimulates the feedback path without significantly affecting the overall device environment.

【0046】オンラインフィードバック経路モデル化適
応フィルタ60と適応アルゴリズム62はモデル化信号
v(n)を受けて、フィードバック経路をモデル化す
る。これを行うため、適応アルゴリズム62はフィード
バック抑制フィルタ70の適当なタップ即ち係数を計算
し、選択された間隔でフィードバック抑制フィルタ70
に与える。前に述べたように、これらをサンプリング周
期毎に、または選択された間隔毎に与える。次にフィー
ドバック抑制フィルタ70の出力は加算接合点52に入
り、ここでフィードバック信号22の雑音除去フィード
バック成分を一次信号x(n)から除去する。
The online feedback path modeling adaptive filter 60 and the adaptive algorithm 62 receive the modeling signal v (n) and model the feedback path. To do this, the adaptive algorithm 62 calculates the appropriate taps or coefficients of the feedback suppression filter 70 and, at selected intervals, the feedback suppression filter 70.
Give to. As mentioned earlier, these are provided at each sampling period or at selected intervals. Next, the output of feedback suppression filter 70 enters summing junction 52, where the noise removal feedback component of feedback signal 22 is removed from primary signal x (n).

【0047】このようにして、能動的雑音制御装置コン
トローラ10はフィードフォワード能動的雑音制御装置
50を制御し、二次源18は雑音除去信号を生成して雑
音信号を打ち消し、または減衰させる。能動的雑音制御
装置コントローラ10はオンラインフィードバック経路
モデル化及び抑制回路を備え、フィードバック経路が存
在することにより生じる全ての悪影響を除いて、フィー
ドフォワード能動的雑音制御装置50の全体性能を向上
させる。能動的雑音制御装置コントローラ10により、
狭帯域及び広帯域の雑音信号を両方共に打ち消すことが
できる。
In this way, the active noise controller controller 10 controls the feedforward active noise controller 50, and the secondary source 18 generates a noise cancellation signal to cancel or attenuate the noise signal. The active noise controller controller 10 includes online feedback path modeling and suppression circuitry to improve the overall performance of the feedforward active noise controller 50, except for any adverse effects caused by the presence of the feedback path. With the active noise control device controller 10,
Both narrowband and wideband noise signals can be canceled.

【0048】図3は信号識別回路54のブロック図で、
相関解除遅れ装置102と、適応識別フィルタ104
と、適応アルゴリズム106と、加算接合点100を備
える。相関解除遅れ装置102と加算接合点100は加
算接合点52からフィードバック抑制一次信号x’
(n)を受ける。相関解除遅れ装置102はディジタル
遅れであって、フィードバック抑制一次信号x’(n)
をサンプリング周期の選択された倍数だけ遅らせる。好
ましくは、相関解除遅れ装置102は、フィードバック
経路を通して与えられる遅れ以上の遅れを与える。フィ
ードバック経路を通して与えられる遅れは、例えばフィ
ードバック信号22が能動的雑音制御装置コントローラ
10の出力から基準センサ16の出力まで伝わるのに要
する時間である。好ましくは、相関解除遅れ装置102
の遅れはフィードバック経路の遅れ以上の遅れに設定す
るが、性能は遅れ時間が1サンプリング周期のときが高
い。このように、この発明は1サンプリング周期以上の
遅れを含む。
FIG. 3 is a block diagram of the signal identification circuit 54.
De-correlation delay device 102 and adaptive identification filter 104
, An adaptive algorithm 106, and an addition junction 100. The decorrelation delay unit 102 and the summing junction 100 are connected to the feedback suppressing primary signal x ′ from the summing junction 52.
(N). The decorrelation delay unit 102 is a digital delay, and is a feedback suppression primary signal x '(n).
Is delayed by a selected multiple of the sampling period. Preferably, decorrelation delay device 102 provides a delay that is greater than or equal to the delay provided through the feedback path. The delay provided through the feedback path is, for example, the time required for the feedback signal 22 to travel from the output of the active noise controller controller 10 to the output of the reference sensor 16. Preferably, the decorrelation delay device 102
Is set to be longer than the delay of the feedback path, but the performance is high when the delay time is one sampling period. Thus, the present invention includes a delay of one sampling period or more.

【0049】適応識別フィルタ104と適応アルゴリズ
ム106は、共に相関解除遅れ装置102の出力信号を
受ける。また、適応アルゴリズム106は修正モデル化
信号v’(n)も入力信号として受けて、これを誤り信
号として用いる。適応アルゴリズム106は、修正モデ
ル化信号v’(n)が最小になるように適応識別フィル
タ104のタップ即ち係数を計算する。これに応じて、
適応識別フィルタ104は相関解除遅れ装置102の出
力を受けて、理想的には実際の雑音信号に等しい予測雑
音信号u(n)を生成する。このようにして、修正モデ
ル化フィードバック成分を除去し、予測雑音信号u
(n)を加算接合点100に与えてフィードバック抑制
一次信号x’(n)から引き、フィードバック抑制一次
信号x’(n)の雑音信号成分を除くことにより、修正
モデル化信号v’(n)を生成する。
The adaptive identification filter 104 and the adaptive algorithm 106 both receive the output signal of the decorrelation delay unit 102. The adaptive algorithm 106 also receives the modified modeled signal v ′ (n) as an input signal and uses it as an error signal. The adaptive algorithm 106 calculates taps or coefficients of the adaptive discrimination filter 104 so that the modified modeled signal v ′ (n) is minimized. In response,
The adaptive discrimination filter 104 receives the output of the decorrelation delay unit 102 and generates a predicted noise signal u (n) that is ideally equal to the actual noise signal. In this way, the modified modeling feedback component is removed, and the predicted noise signal u
(N) is applied to the summing junction 100 and subtracted from the feedback-suppressed primary signal x '(n) to remove the noise signal component of the feedback-suppressed primary signal x' (n), thereby obtaining a modified modeled signal v '(n). Generate

【0050】適応アルゴリズム106は、適応アルゴリ
ズム72と適応アルゴリズム62に関して前に説明した
ような、任意の種類の既知の利用可能な適応アルゴリズ
ムを用いて実現してよい。適応識別フィルタ104は、
FIRまたはIIRフィルタなど、任意の種類のディジ
タルフィルタでよい。相関解除遅れ装置102は、コン
ピュータメモリまたはレジスタを用いて実現してよく、
フィードバック抑制一次信号x’(n)に所望の遅れを
与えてフィードバック抑制一次信号x’(n)の修正モ
デル化フィードバック成分の相関を解除し、他方では狭
帯域成分を引き続き相関させる。遅れの結果、適応識別
フィルタ104ができるのは、引き続き相関のある信号
成分を予測しまたは生成することだけである。
The adaptation algorithm 106 may be implemented using any type of known available adaptation algorithm, as described above with respect to the adaptation algorithms 72 and 62. The adaptive identification filter 104
It may be any type of digital filter, such as an FIR or IIR filter. The decorrelation delay device 102 may be implemented using computer memory or registers,
A desired delay is applied to the feedback suppression primary signal x '(n) to de-correlate the modified modeling feedback component of the feedback suppression primary signal x' (n), while continuing to correlate the narrowband components. As a result of the delay, the adaptive discriminating filter 104 can only predict or generate subsequently correlated signal components.

【0051】このようにこの発明は、装置全体の動作に
与えるフィードバック経路の悪影響を除きまたは減ら
し、また上に述べた利点を持つ、オンラインフィードバ
ック経路モデル化のための能動的雑音制御装置と方法を
与える。好ましい実施の形態について詳細に説明した
が、この発明の範囲から逸れることなく、種々の変更や
代用や代替が可能である。またこの発明は、振動や音響
信号や電気信号などの、ただしこれらに限られない、任
意の雑音源を減らすのに用いることができる。好ましい
実施の形態では回路や機能ブロックは離散的または別個
の回路や機能ブロックとして示したが、これらはこの発
明の範囲から逸れることなく、1つにまとめたり、別個
の回路や機能ブロックに分割することができる。
Thus, the present invention provides an active noise control apparatus and method for on-line feedback path modeling that eliminates or reduces the adverse effects of the feedback path on the operation of the overall device and has the advantages described above. give. Although the preferred embodiment has been described in detail, various modifications, substitutions, and alternatives can be made without departing from the scope of the invention. The invention can also be used to reduce any noise source, such as, but not limited to, vibration, acoustic signals, and electrical signals. In the preferred embodiment, the circuits and functional blocks have been shown as discrete or separate circuits or functional blocks, but they may be combined together or divided into separate circuits or functional blocks without departing from the scope of the invention. be able to.

【0052】さらに当業者はここに示した直接接続を変
更して、2つの回路または機能ブロックを直接に接続せ
ずに、中間の回路や機能ブロックを通して互いに結合
し、しかもこの発明に示した所望の結果を得ることがで
きる。また当業者はここに示した特定の信号を変更し、
信号を中間段階で他の信号と共に単に処理しまたは加算
して、しかもこの発明が示す所望の結果を達成すること
ができる。例えばフィードバック抑制一次信号は、修正
モデル化信号v’(n)を引いてまたは引かずに、適応
形能動的雑音制御装置フィルタ66に与えてよい。当業
者は、特許請求の範囲に規定されているこの発明の思想
と範囲から逸れることなく、変更や代用や代替の他の例
を考えることができる。
Further, those skilled in the art will be able to modify the direct connection shown here so that the two circuits or functional blocks are not directly connected but are coupled to each other through intermediate circuits or functional blocks, and that the desired circuit shown in the present invention is not connected. Can be obtained. Also, those skilled in the art can modify certain signals shown here,
The signal can simply be processed or added with other signals in an intermediate stage while still achieving the desired results shown by the present invention. For example, the feedback suppressed primary signal may be provided to the adaptive active noise controller filter 66 with or without the modified modeled signal v '(n). Those skilled in the art can devise alterations, substitutions and other alternatives without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

【0053】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 雑音除去信号を生成して、媒体を通して入る雑
音信号を減衰させ、オンラインフィードバック経路モデ
ル化とフィードバック経路抑制を行う、能動的雑音制御
装置であって、前記雑音信号とフィードバック信号を受
け、これに応えて一次信号を生成する、基準センサと、
二次信号を受けて対応する雑音除去信号を生成し、これ
を前記媒体に与えて前記雑音信号を減衰させる、二次源
と、誤りセンサであって、前記雑音信号と前記雑音除去
信号の和である残留信号を前記誤りセンサに受けて、こ
れに応じて誤り信号を生成する、誤りセンサと、前記一
次信号と前記誤り信号を受けて前記二次信号を生成し、
他方でオンラインフィードバック経路モデル化を行う、
能動的雑音制御装置コントローラ、を備える能動的雑音
制御装置。
With respect to the above description, the following items are further disclosed. (1) An active noise control device for generating a noise removal signal, attenuating a noise signal entering through a medium, performing on-line feedback path modeling and feedback path suppression, and receiving the noise signal and the feedback signal, A reference sensor for generating a primary signal in response thereto;
Receiving a secondary signal, generating a corresponding noise-removed signal, applying the noise-reduced signal to the medium, and attenuating the noise signal. Receiving the residual signal is the error sensor, and generates an error signal in response to the error signal, an error sensor and the primary signal and the error signal to generate the secondary signal,
On the other hand, do online feedback path modeling,
An active noise control device comprising: an active noise control device controller.

【0054】(2) 前記能動的雑音制御装置コントロ
ーラは、前記一次信号から雑音除去フィードバック成分
を引いて、フィードバック抑制一次信号を生成する、第
1加算接合点と、前記フィードバック抑制一次信号と前
記誤り信号を受け、前記フィードバック抑制一次信号を
フィルタリングして、生成二次信号を生成する、装置適
応フィルタと、モデル化信号を生成する、モデル化信号
発生器と、前記生成二次信号と前記モデル化信号を加算
して前記二次信号を生成する、第2加算接合点、を備え
る、第1項記載の能動的雑音制御装置。
(2) The active noise controller controller subtracts a noise removal feedback component from the primary signal to generate a feedback suppression primary signal, a first summing junction, the feedback suppression primary signal and the error. Receiving a signal, filtering the feedback suppressed primary signal to generate a generated secondary signal, a device adaptive filter, generating a modeled signal, a modeled signal generator, the generated secondary signal and the modeling 2. The active noise control device of claim 1, further comprising a second summing junction for adding signals to generate said secondary signal.

【0055】(3) 前記能動的雑音制御装置コントロ
ーラは、前記モデル化信号とモデル化誤り信号を受け、
前記モデル化信号をフィルタリングして出力信号を生成
する、オンラインフィードバック経路モデル化適応フィ
ルタと、前記フィードバック抑制一次信号を受けて修正
モデル化信号を生成する、信号識別回路と、前記修正モ
デル化信号から前記出力信号を引いて、前記オンライン
フィードバック経路モデル化適応フィルタが用いる適応
アルゴリズムに与える、前記モデル化誤り信号を生成す
る、第3加算接合点と、前記生成二次信号を受け、前記
雑音除去フィードバック成分を含む信号を生成して前記
第1加算接合点に与える、フィードバック抑制フィル
タ、を備え、前記オンラインフィードバック経路モデル
化適応フィルタが用いる前記適応アルゴリズムは、前記
オンラインフィードバック経路モデル化適応フィルタの
フィルタタップを計算して前記モデル化誤り信号の平均
二乗値を最小にし、また前記フィルタタップを前記フィ
ードバック抑制フィルタに与え、前記フィードバック抑
制フィルタはこれを用いて前記雑音除去フィードバック
成分を含む信号を生成する、第2項記載の能動的雑音制
御装置。
(3) The active noise controller controller receives the modeled signal and the modeled error signal,
Filtering the modeled signal to generate an output signal, an online feedback path modeling adaptive filter, receiving the feedback suppression primary signal to generate a modified modeled signal, a signal identification circuit, and from the modified modeled signal. A third summing junction for subtracting the output signal and providing the modeled error signal to be applied to an adaptive algorithm used by the online feedback path modeling adaptive filter; A feedback suppression filter for generating a signal including a component and applying the signal to the first summing junction, wherein the adaptive algorithm used by the online feedback path modeling adaptive filter is a filter tap of the online feedback path modeling adaptive filter. Total Minimizing the mean square value of the modeled error signal and providing the filter tap to the feedback suppression filter, which uses the feedback suppression filter to generate a signal including the noise removal feedback component, An active noise control device according to claim 1.

【0056】(4) 前記フィードバック抑制一次信号
から前記修正モデル化信号を引いて、処理一次信号を生
成する、第4加算接合点を更に備え、また前記装置適応
フィルタは、前記処理一次信号と前記誤り信号を受け、
前記処理一次信号をフィルタリングして前記生成二次信
号を生成する、第3項記載の能動的雑音制御装置。 (5) 前記生成二次信号を受け、前記雑音除去フィー
ドバック成分を含む信号を生成して前記第1加算接合点
に与える、フィードバック抑制フィルタ、を更に備え
る、第1項記載の能動的雑音制御装置コントローラ。
(4) a fourth summing junction for subtracting the modified modeling signal from the feedback suppression primary signal to generate a processing primary signal; and wherein the apparatus adaptive filter includes the processing primary signal and the processing primary signal. Receiving an error signal,
4. The active noise control device according to claim 3, wherein the processing primary signal is filtered to generate the generated secondary signal. (5) The active noise control device according to (1), further comprising: a feedback suppression filter that receives the generated secondary signal, generates a signal including the noise removal feedback component, and applies the generated signal to the first summing junction. controller.

【0057】(6) 前記オンラインフィードバック経
路モデル化適応フィルタが用いる前記適応アルゴリズム
は、前記オンラインフィードバック経路モデル化適応フ
ィルタのフィルタタップを計算して、前記モデル化誤り
信号の平均二乗値を最小にする、第5項記載の能動的雑
音制御装置コントローラ。 (7) 前記フィルタタップを前記フィードバック抑制
フィルタに与え、前記フィードバック抑制フィルタはこ
れを用いて前記雑音除去フィードバック成分を含む信号
を生成する、第6項記載の能動的雑音制御装置コントロ
ーラ。 (8) 前記フィルタタップを所望の間隔で前記フィー
ドバック抑制フィルタに与える、第7項記載の能動的雑
音制御装置コントローラ。
(6) The adaptive algorithm used by the online feedback path modeling adaptive filter calculates filter taps of the online feedback path modeling adaptive filter to minimize the mean square value of the modeling error signal. 6. The active noise control device controller of claim 5, wherein: (7) The active noise control device controller according to (6), wherein the filter tap is provided to the feedback suppression filter, and the feedback suppression filter uses the feedback tap to generate a signal including the noise removal feedback component. (8) The active noise controller controller according to (7), wherein the filter tap is provided to the feedback suppression filter at a desired interval.

【0058】(9) 前記信号識別回路は、前記フィー
ドバック抑制一次信号を遅らせて遅延フィードバック抑
制一次信号を与える、相関解除遅れ装置と、前記遅延フ
ィードバック抑制一次信号と前記修正モデル化信号を受
け、前記遅延フィードバック抑制一次信号をフィルタリ
ングして予測雑音信号を生成する、適応識別フィルタ
と、前記フィードバック抑制一次信号から前記予測雑音
信号を引いて前記修正モデル化信号を生成する、第5加
算接合点、を含む、第4項記載の能動的雑音制御装置コ
ントローラ。
(9) The signal identifying circuit receives the delayed feedback suppression primary signal and the modified modeling signal, the decorrelation delay device delaying the feedback suppression primary signal to provide a delayed feedback suppression primary signal, An adaptive identification filter for filtering the delayed feedback suppressed primary signal to generate a prediction noise signal; and a fifth summing junction for subtracting the prediction noise signal from the feedback suppression primary signal to generate the modified modeled signal. 5. The active noise controller controller of claim 4, including:

【0059】(10) 前記相関解除遅れ装置の遅れは
プログラム可能な遅れである、第9項記載の能動的雑音
制御装置コントローラ。 (11) 前記遅れはモデル化される前記フィードバッ
ク経路の遅れ以上である、第9項記載の能動的雑音制御
装置コントローラ。
10. The active noise controller controller of claim 9, wherein the delay of the decorrelation delay is a programmable delay. (11) The active noise controller controller according to (9), wherein the delay is equal to or longer than a delay of the feedback path to be modeled.

【0060】(12) 前記フィードバック経路は、前
記能動的雑音制御装置コントローラの出力から基準セン
サの出力までの環境と定義される、第11項記載の能動
的雑音制御装置コントローラ。 (13) 前記能動的雑音制御装置はフィードフォワー
ド能動的雑音制御装置である、第1項記載の能動的雑音
制御装置。
(12) The active noise control device controller according to item 11, wherein the feedback path is defined as an environment from an output of the active noise control device controller to an output of a reference sensor. (13) The active noise control device according to (1), wherein the active noise control device is a feedforward active noise control device.

【0061】(14) 前記モデル化信号とモデル化誤
り信号を受け、前記モデル化信号をフィルタリングして
出力信号を生成する、オンラインフィードバック経路モ
デル化適応フィルタと、前記フィードバック抑制一次信
号を受けて修正モデル化信号を生成する、信号識別回路
と、前記修正モデル化信号から前記出力信号を引いて、
前記オンラインフィードバック経路モデル化適応フィル
タが用いる適応アルゴリズムに与える、前記モデル化誤
り信号を生成する、第3加算接合点と、前記生成二次信
号を受け、前記雑音除去フィードバック成分を含む信号
を生成して前記第1加算接合点に与える、フィードバッ
ク抑制フィルタ、を備え、前記オンラインフィードバッ
ク経路モデル化適応フィルタが用いる前記適応アルゴリ
ズムは、前記オンラインフィードバック経路モデル化適
応フィルタのフィルタタップを計算して前記モデル化誤
り信号の平均二乗値を最小にし、また前記フィルタタッ
プを前記フィードバック抑制フィルタに与え、前記フィ
ードバック抑制フィルタはこれを用いて前記雑音除去フ
ィードバック成分を含む信号を生成し、また前記信号識
別回路は、前記フィードバック抑制一次信号を遅らせて
遅延フィードバック抑制一次信号を与える、相関解除遅
れ装置と、前記遅延フィードバック抑制一次信号と前記
修正モデル化信号を受け、前記遅延フィードバック抑制
一次信号をフィルタリングして予測雑音信号を生成す
る、適応識別フィルタと、前記フィードバック抑制一次
信号から前記予測雑音信号を引いて前記修正モデル化信
号を生成する、第5加算接合点、を含む、第1項記載の
能動的雑音制御装置コントローラ。
(14) An on-line feedback path modeling adaptive filter for receiving the modeled signal and the modeling error signal and filtering the modeled signal to generate an output signal; and receiving and correcting the feedback suppression primary signal. Generating a modeled signal, a signal identification circuit, and subtracting the output signal from the modified modeled signal;
A third summing junction for generating the modeling error signal, which is given to an adaptive algorithm used by the online feedback path modeling adaptive filter, and the generated secondary signal, and generating a signal including the noise removal feedback component. A feedback suppression filter to be applied to the first summing junction, wherein the adaptive algorithm used by the online feedback path modeling adaptive filter calculates a filter tap of the online feedback path modeling adaptive filter to perform the modeling. The mean square value of the error signal is minimized, and the filter tap is provided to the feedback suppression filter, the feedback suppression filter uses the feedback suppression filter to generate a signal including the noise removal feedback component, and the signal identification circuit includes: The said Delaying the feedback suppression primary signal to provide a delayed feedback suppression primary signal, a decorrelation delay device, receiving the delayed feedback suppression primary signal and the modified modeling signal, filtering the delay feedback suppression primary signal to generate a prediction noise signal. 2. The active noise controller controller of claim 1 including: an adaptive discriminating filter; and a fifth summing junction for subtracting the predicted noise signal from the feedback suppressed primary signal to generate the modified modeled signal. .

【0062】(15) 雑音除去信号を生成して、媒体
を通して入る雑音信号を減衰させる、フィードフォワー
ド能動的雑音制御装置50を提供する。フィードフォワ
ード能動的雑音制御装置50はオンラインフィードバッ
ク経路モデル化とフィードバック経路抑制を行い、また
基準センサ16と、二次源18と、誤りセンサ20と、
能動的雑音制御装置コントローラ10を備える。基準セ
ンサ16は雑音信号とフィードバック信号22を受けて
一次信号x(n)を生成する。二次源18は二次信号y
(n)を受けて対応する雑音除去信号を生成する。誤り
センサ20は残留信号を受けて誤り信号e(n)を生成
する。能動的雑音制御装置コントローラ10は一次信号
x(n)と誤り信号e(n)を受けて二次信号y(n)
を生成し、またオンラインフィードバック経路モデル化
を行う。
(15) Provide a feedforward active noise control device 50 that generates a noise removal signal and attenuates a noise signal entering through a medium. The feedforward active noise controller 50 performs on-line feedback path modeling and feedback path suppression, and also includes a reference sensor 16, a secondary source 18, an error sensor 20,
An active noise control device controller 10 is provided. The reference sensor 16 receives the noise signal and the feedback signal 22 and generates a primary signal x (n). The secondary source 18 produces a secondary signal y
In response to (n), a corresponding noise removal signal is generated. The error sensor 20 receives the residual signal and generates an error signal e (n). The active noise controller controller 10 receives the primary signal x (n) and the error signal e (n) and receives the secondary signal y (n).
And perform online feedback path modeling.

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

この発明をよく理解するため、詳細な説明と共に添付の
図面を参照していただきたい。図面の中で、同じ参照番
号は同じ部分を表す。
For a better understanding of the present invention, refer to the accompanying drawings with a detailed description. In the drawings, like reference numbers indicate like parts.

【図1】この発明のフィードフォワード能動的雑音制御
装置を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a feedforward active noise control device according to the present invention.

【図2】前記フィードフォワード能動的雑音制御装置の
能動的雑音制御装置コントローラを示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an active noise control device controller of the feedforward active noise control device.

【図3】この発明の能動的雑音制御装置コントローラの
信号識別回路を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a signal identification circuit of the active noise control device controller of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 能動的雑音制御装置コントローラ 14 雑音源 16 基準センサ 18 二次源 20 誤りセンサ 50 フィードフォワード能動的雑音制御装置 Reference Signs List 10 Active noise controller controller 14 Noise source 16 Reference sensor 18 Secondary source 20 Error sensor 50 Feedforward active noise controller

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 雑音除去信号を生成して、媒体を通して
入る雑音信号を減衰させ、オンラインフィードバック経
路モデル化とフィードバック経路抑制を行う、能動的雑
音制御装置であって、 前記雑音信号とフィードバック信号を受け、これに応え
て一次信号を生成する、基準センサと、 二次信号を受けて対応する雑音除去信号を生成し、これ
を前記媒体に与えて前記雑音信号を減衰させる、二次源
と、 誤りセンサであって、前記雑音信号と前記雑音除去信号
の和である残留信号を前記誤りセンサに受けて、これに
応じて誤り信号を生成する、誤りセンサと、 前記一次信号と前記誤り信号を受けて前記二次信号を生
成し、他方でオンラインフィードバック経路モデル化を
行う、能動的雑音制御装置コントローラ、を備える能動
的雑音制御装置。
1. An active noise control device for generating a noise removal signal, attenuating a noise signal entering through a medium, performing on-line feedback path modeling and feedback path suppression, wherein the noise signal and the feedback signal are A reference sensor that receives and generates a primary signal in response thereto; and a secondary source that receives the secondary signal to generate a corresponding noise-removed signal and provides it to the medium to attenuate the noise signal. An error sensor, which receives a residual signal that is a sum of the noise signal and the noise removal signal to the error sensor and generates an error signal in response thereto, an error sensor, and the primary signal and the error signal. Receiving the secondary signal and performing on-line feedback path modeling on the other hand.
JP34821497A 1996-12-17 1997-12-17 Active noise controller for on-line feedback route modeling Pending JPH10190590A (en)

Applications Claiming Priority (2)

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US3310696P 1996-12-17 1996-12-17
US033106 1996-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10190590A true JPH10190590A (en) 1998-07-21

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ID=21868597

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JP34821497A Pending JPH10190590A (en) 1996-12-17 1997-12-17 Active noise controller for on-line feedback route modeling

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JP (1) JPH10190590A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5296247B1 (en) * 2012-07-02 2013-09-25 リオン株式会社 Sound processing apparatus and feedback cancellation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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