JPH10232682A - 適応処理装置及び能動騒音制御装置 - Google Patents
適応処理装置及び能動騒音制御装置Info
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- JPH10232682A JPH10232682A JP9035106A JP3510697A JPH10232682A JP H10232682 A JPH10232682 A JP H10232682A JP 9035106 A JP9035106 A JP 9035106A JP 3510697 A JP3510697 A JP 3510697A JP H10232682 A JPH10232682 A JP H10232682A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】適応処理部１３において、適応フィルタ係
数の更新をする時点が、サンプリングと同期しておら
ず、システムの規模と適応処理部１３の演算能力によっ
て決められる。 【効果】適応フィルタ係数の更新がサンプリング周期内
に必ず終えなければならないという制限を取り外したの
で、システム規模が大きくなったり適応処理部１３の演
算能力に制約があったりして１サンプリング周期内には
ディジタル信号処理システムの出力特性の更新を行うこ
とができなくて何サンプリング周期が経過しても、未知
システムの入出力特性を推定することができる。
数の更新をする時点が、サンプリングと同期しておら
ず、システムの規模と適応処理部１３の演算能力によっ
て決められる。 【効果】適応フィルタ係数の更新がサンプリング周期内
に必ず終えなければならないという制限を取り外したの
で、システム規模が大きくなったり適応処理部１３の演
算能力に制約があったりして１サンプリング周期内には
ディジタル信号処理システムの出力特性の更新を行うこ
とができなくて何サンプリング周期が経過しても、未知
システムの入出力特性を推定することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル信号処
理システムの出力信号と目標信号との差が小さくなるよ
うに、ディジタル信号処理システムの入出力特性を逐次
改善していく適応処理装置、及び騒音波を検出し、検出
された信号を消音波信号作成部に通して消音波を作成
し、消音波を二次音源から放出することで、残留波の低
減を図る能動騒音制御装置に関するものである。
理システムの出力信号と目標信号との差が小さくなるよ
うに、ディジタル信号処理システムの入出力特性を逐次
改善していく適応処理装置、及び騒音波を検出し、検出
された信号を消音波信号作成部に通して消音波を作成
し、消音波を二次音源から放出することで、残留波の低
減を図る能動騒音制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】能動騒音制御装置は、騒音源から発生す
る騒音波と打ち消しあうような消音波を発生させて、騒
音を低減する装置である。従来の能動騒音制御装置の一
般的な構成によれば、能動騒音制御装置は、騒音源から
発生する騒音波を検出する騒音検出マイクと、消音波を
放出する消音スピーカと、消音後の騒音波（残留波）を
検出するエラーマイクとを備えている。
る騒音波と打ち消しあうような消音波を発生させて、騒
音を低減する装置である。従来の能動騒音制御装置の一
般的な構成によれば、能動騒音制御装置は、騒音源から
発生する騒音波を検出する騒音検出マイクと、消音波を
放出する消音スピーカと、消音後の騒音波（残留波）を
検出するエラーマイクとを備えている。
【０００３】消音波は、騒音波又は騒音波と相関の高い
信号を消音波信号作成部を通すことによって作成され
る。残留波はエラーマイクで監視され、消音状態が良好
に保たれるように消音波信号作成部の内容が適応的に制
御される。前記能動騒音制御装置において、エラーマイ
クが１つだけしかない場合は、消音が実現されるのは空
間の１点に限られる。そこで、広がりのある騒音低減領
域を作るには、複数のエラーマイクを用いればよい（特
表平１−５０１３４４号公報参照）。
信号を消音波信号作成部を通すことによって作成され
る。残留波はエラーマイクで監視され、消音状態が良好
に保たれるように消音波信号作成部の内容が適応的に制
御される。前記能動騒音制御装置において、エラーマイ
クが１つだけしかない場合は、消音が実現されるのは空
間の１点に限られる。そこで、広がりのある騒音低減領
域を作るには、複数のエラーマイクを用いればよい（特
表平１−５０１３４４号公報参照）。
【０００４】図７は、２つのエラーマイク４ｃ，４ｄ、
１つの騒音検出マイク２、２つの消音スピーカ３ａ，３
ｂを用いた場合の能動騒音制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。騒音検出マイク２で検出された騒音信号を
アンプ２１で電気的に増幅し、折り返し歪みを防止する
ためのローパスフィルタ２２でサンプリング周波数の１
／２以上の周波数成分を除き、ＡＤ変換器２３でディジ
タル信号に変換して参照信号ｘ(t) を得る。参照信号ｘ
(t) は、消音波信号作成部１２と適応処理部１３とに与
えられる。消音波信号作成部１２はＦＩＲフィルタで構
成され、消音スピーカ３ａ，３ｂを駆動するための消音
波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)を出力する。消音波信号ｙ1(t)
は、ＤＡ変換器３１ａによりアナログ信号に変換され、
ローパスフィルタ３２ａによりサンプリング周波数の１
／２以上の周波数成分が除かれ、アンプ３３ａで増幅さ
れた後に消音スピーカ３ａに入力される。消音波信号ｙ
2(t)も同様にして消音スピーカ３ｂに入力される。消音
スピーカ３ａ，３ｂで音波に変換された消音波は騒音と
干渉し、エラーマイク４ｃとエラーマイク４ｄの位置で
騒音を低減する。
１つの騒音検出マイク２、２つの消音スピーカ３ａ，３
ｂを用いた場合の能動騒音制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。騒音検出マイク２で検出された騒音信号を
アンプ２１で電気的に増幅し、折り返し歪みを防止する
ためのローパスフィルタ２２でサンプリング周波数の１
／２以上の周波数成分を除き、ＡＤ変換器２３でディジ
タル信号に変換して参照信号ｘ(t) を得る。参照信号ｘ
(t) は、消音波信号作成部１２と適応処理部１３とに与
えられる。消音波信号作成部１２はＦＩＲフィルタで構
成され、消音スピーカ３ａ，３ｂを駆動するための消音
波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)を出力する。消音波信号ｙ1(t)
は、ＤＡ変換器３１ａによりアナログ信号に変換され、
ローパスフィルタ３２ａによりサンプリング周波数の１
／２以上の周波数成分が除かれ、アンプ３３ａで増幅さ
れた後に消音スピーカ３ａに入力される。消音波信号ｙ
2(t)も同様にして消音スピーカ３ｂに入力される。消音
スピーカ３ａ，３ｂで音波に変換された消音波は騒音と
干渉し、エラーマイク４ｃとエラーマイク４ｄの位置で
騒音を低減する。
【０００５】エラーマイク４ｃ，４ｄは、騒音に消音波
を干渉させた後の残留音を電気信号に変換する。この電
気信号をアンプ４１ｃ，４１ｄで増幅した後、折り返し
歪みを防止するためのローパスフィルタ４２ｃ，４２ｄ
でサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を除
き、ＡＤ変換器４３ｃ，４３ｄでディジタル信号に変換
してエラー信号ｅ1(t)，ｅ2(t)を得る。適応処理部１３
は、参照信号ｘ(t) とエラー信号ｅ1(t)，ｅ2(t)とか
ら、消音波信号作成部１２が持つパラメータを、エラー
信号ｅ1(t)及びエラー信号ｅ2(t)が小さくなるように変
更していく。 以上の処理内容を、信号の流れを表した
図８を用いてさらに詳しく説明する。サンプリング周期
をＴ、時刻をＴの倍数ｔＴ（ｔは整数）で表す。図８に
おいて、消音スピーカ３ａ，３ｂからエラーマイク４
ｃ，４ｄまでの伝達関数をＣjk(z) （j=1,2, k=1,2）と
し、Ｃjk(z) は、騒音制御を行う前に予め同定してお
く。
を干渉させた後の残留音を電気信号に変換する。この電
気信号をアンプ４１ｃ，４１ｄで増幅した後、折り返し
歪みを防止するためのローパスフィルタ４２ｃ，４２ｄ
でサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を除
き、ＡＤ変換器４３ｃ，４３ｄでディジタル信号に変換
してエラー信号ｅ1(t)，ｅ2(t)を得る。適応処理部１３
は、参照信号ｘ(t) とエラー信号ｅ1(t)，ｅ2(t)とか
ら、消音波信号作成部１２が持つパラメータを、エラー
信号ｅ1(t)及びエラー信号ｅ2(t)が小さくなるように変
更していく。 以上の処理内容を、信号の流れを表した
図８を用いてさらに詳しく説明する。サンプリング周期
をＴ、時刻をＴの倍数ｔＴ（ｔは整数）で表す。図８に
おいて、消音スピーカ３ａ，３ｂからエラーマイク４
ｃ，４ｄまでの伝達関数をＣjk(z) （j=1,2, k=1,2）と
し、Ｃjk(z) は、騒音制御を行う前に予め同定してお
く。
【０００６】消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)は、時刻ｔＴか
ら (t+1)Ｔの間に次式で計算される。 ｙ1(t)＝η1 T (t) χ(t) ， (1) ｙ2(t)＝η2 T (t) χ(t) (2) ここで、η1 (t) とη2 (t) は適応フィルタ係数、χ
(t) は参照信号である。
ら (t+1)Ｔの間に次式で計算される。 ｙ1(t)＝η1 T (t) χ(t) ， (1) ｙ2(t)＝η2 T (t) χ(t) (2) ここで、η1 (t) とη2 (t) は適応フィルタ係数、χ
(t) は参照信号である。
【０００７】 η1 (t) ＝［ｈ1,0(t)，ｈ1,1(t)，‥‥，ｈ1,M-1(t)］T ， (3) η2 (t) ＝［ｈ2,0(t)，ｈ2,1(t)，‥‥，ｈ2,M-1(t)］T (4) χ(t) ＝［ｘ(t) ，ｘ(t-1) ，‥‥，ｘ(t-M+1) ］T (5) である（Ｍはタップ数、Ｔは転置を表す）。消音波信号
作成部１２のフィルタは、エラー信号が小さくなるよう
にフィルタ係数を変更する適応フィルタである。適応ア
ルゴリズムには、公知のＬＭＳ法、学習同定法、ＲＬＳ
法等が使用でき、図８の適応処理部にはＬＭＳ法を用い
ている。適応処理部１３は、時刻ｔＴから (t+1)Ｔの間
に新しいフィルタ係数η1 (t+1) ，η2 (t+1) を次式に
より計算し、適応フィルタ係数をこれに変更する。
作成部１２のフィルタは、エラー信号が小さくなるよう
にフィルタ係数を変更する適応フィルタである。適応ア
ルゴリズムには、公知のＬＭＳ法、学習同定法、ＲＬＳ
法等が使用でき、図８の適応処理部にはＬＭＳ法を用い
ている。適応処理部１３は、時刻ｔＴから (t+1)Ｔの間
に新しいフィルタ係数η1 (t+1) ，η2 (t+1) を次式に
より計算し、適応フィルタ係数をこれに変更する。
【０００８】 η1 (t+1) ＝η1 (t) ＋μｅ1 (t) υ11(t) ＋μｅ2 (t) υ12(t) (6) η2 (t+1) ＝η2 (t) ＋μｅ1 (t) υ21(t) ＋μｅ2 (t) υ22(t) (7) ここで、ベクトルυjk(t) （j=1,2, k=1,2）は、 υjk(t) ＝［ｕjk(t) ，ｕjk(t-1) ，‥‥，ｕjk(t-M+
1) ］T で表され、その要素ｕjk(t) は、 ｕjk(t) ＝Ｃjk(z) ｘ(t) ＝（ｃjk,0＋ｃjk,1ｚ-1＋‥‥＋ｃjk,M-1ｚ-(M-1)）ｘ(t) ＝Σｃjk,pｘ(t−ｐ) （総和Σはｐ＝０からＭ−１まで） (8) で表される。
1) ］T で表され、その要素ｕjk(t) は、 ｕjk(t) ＝Ｃjk(z) ｘ(t) ＝（ｃjk,0＋ｃjk,1ｚ-1＋‥‥＋ｃjk,M-1ｚ-(M-1)）ｘ(t) ＝Σｃjk,pｘ(t−ｐ) （総和Σはｐ＝０からＭ−１まで） (8) で表される。
【０００９】消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)の計算と適応フ
ィルタ係数η1 (t) ，η2 (t) の更新のタイミングは、
図９で表される。図９では、例えば時刻ｔＴから (t+1)
Ｔの間に、適応フィルタ係数η1 (t) ，η2 (t) を用い
て消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)を計算し、その後適応フィ
ルタ係数をη1 (t) ，η2 (t) からη1 (t+1) ，η2(t+
1) に更新する。計算された消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)
がＤＡ変換される時刻は(t+1) Ｔである。
ィルタ係数η1 (t) ，η2 (t) の更新のタイミングは、
図９で表される。図９では、例えば時刻ｔＴから (t+1)
Ｔの間に、適応フィルタ係数η1 (t) ，η2 (t) を用い
て消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)を計算し、その後適応フィ
ルタ係数をη1 (t) ，η2 (t) からη1 (t+1) ，η2(t+
1) に更新する。計算された消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)
がＤＡ変換される時刻は(t+1) Ｔである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前記能動騒音制御装置
の処理内容によれば、適応フィルタ係数の更新と、消音
波信号の作成は、１サンプリング周期内に行わなければ
ならない。しかし、コストやプロセッサ１の処理能力に
制約があるため、１サンプリング周期内に必要な計算が
行えない場合がある。もし、１サンプリング周期内にな
すべき計算が完了しなければ、消音ができない。逆に、
計算が間に合うようにシステム規模を小さくすると、騒
音低減領域の大きさや消音量が所望のレベルに達しな
い。
の処理内容によれば、適応フィルタ係数の更新と、消音
波信号の作成は、１サンプリング周期内に行わなければ
ならない。しかし、コストやプロセッサ１の処理能力に
制約があるため、１サンプリング周期内に必要な計算が
行えない場合がある。もし、１サンプリング周期内にな
すべき計算が完了しなければ、消音ができない。逆に、
計算が間に合うようにシステム規模を小さくすると、騒
音低減領域の大きさや消音量が所望のレベルに達しな
い。
【００１１】特に、前記の複数のエラーマイクを使用す
る能動騒音制御装置のように、チャンネル数やフィルタ
のタップ数が多くなれば、必要な計算量が増えるので、
上述の問題はクローズアップされる。また、１サンプリ
ング周期内に必要な計算を済ますことができた場合は、
図９に示すように、プロセッサが何もしない無駄な空き
時間が生じることがある。
る能動騒音制御装置のように、チャンネル数やフィルタ
のタップ数が多くなれば、必要な計算量が増えるので、
上述の問題はクローズアップされる。また、１サンプリ
ング周期内に必要な計算を済ますことができた場合は、
図９に示すように、プロセッサが何もしない無駄な空き
時間が生じることがある。
【００１２】そこで、本発明は、適応処理部の計算量が
多くなって１サンプリング周期内に計算が終わらなくて
も、ディジタル信号処理システムの入出力特性の更新が
可能な適応処理装置、及び消音波信号作成部と適応処理
部の計算量が多くなって１サンプリング周期内に両部の
計算が終わらなくても、消音が可能な能動騒音制御装置
を実現することを目的とする。
多くなって１サンプリング周期内に計算が終わらなくて
も、ディジタル信号処理システムの入出力特性の更新が
可能な適応処理装置、及び消音波信号作成部と適応処理
部の計算量が多くなって１サンプリング周期内に両部の
計算が終わらなくても、消音が可能な能動騒音制御装置
を実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の適応処理装置
は、ディジタル信号処理システムの入出力特性を更新す
る時点が、サンプリングと同期しておらず、ディジタル
信号処理システムの規模と適応処理装置の演算能力によ
って決められることを特徴とする（請求項１）。ディジ
タル信号処理システムの入出力特性の更新がサンプリン
グ周期内に必ず終えなければならないという制限を取り
外したので、システム規模が大きくなったり適応処理装
置の演算能力に制約があったりして１サンプリング周期
内にはディジタル信号処理システムの入出力特性の更新
を行うことができなくても、未知システムの入出力特性
を推定することができる。
は、ディジタル信号処理システムの入出力特性を更新す
る時点が、サンプリングと同期しておらず、ディジタル
信号処理システムの規模と適応処理装置の演算能力によ
って決められることを特徴とする（請求項１）。ディジ
タル信号処理システムの入出力特性の更新がサンプリン
グ周期内に必ず終えなければならないという制限を取り
外したので、システム規模が大きくなったり適応処理装
置の演算能力に制約があったりして１サンプリング周期
内にはディジタル信号処理システムの入出力特性の更新
を行うことができなくても、未知システムの入出力特性
を推定することができる。
【００１４】さらに、ディジタル信号処理システムの入
出力特性の更新をサンプリング周期内に終えて空き時間
ができる場合には、その空き時間を利用して引き続き特
性の更新処理を行うので、演算しない無駄な空き時間が
なくなり、適応処理装置の使用効率が高くなる。また、
結果的に更新の回数が多くなり、収束までの時間を短く
することができる。
出力特性の更新をサンプリング周期内に終えて空き時間
ができる場合には、その空き時間を利用して引き続き特
性の更新処理を行うので、演算しない無駄な空き時間が
なくなり、適応処理装置の使用効率が高くなる。また、
結果的に更新の回数が多くなり、収束までの時間を短く
することができる。
【００１５】本発明の能動騒音制御装置は、適応フィル
タ係数の更新を行う適応処理部を備え、適応処理部は、
適応フィルタ係数の更新を、消音波信号作成部の消音波
作成とは非同期に繰り返し行うものである（請求項
２）。前記の構成によれば、フィルタ係数の更新を消音
波信号の作成とは非同期に行うので、フィルタ係数の更
新の頻度は適応処理部の処理能力のみに応じて決まる。
したがって、消音スピーカやエラーマイクの数が増えて
システムの規模が大きくなり適応処理部の計算量が多く
なって消音波作成周期内にフィルタ係数の更新をするこ
とができなくても、フィルタ係数の更新を間をあけるこ
となく次々と実行することができる。
タ係数の更新を行う適応処理部を備え、適応処理部は、
適応フィルタ係数の更新を、消音波信号作成部の消音波
作成とは非同期に繰り返し行うものである（請求項
２）。前記の構成によれば、フィルタ係数の更新を消音
波信号の作成とは非同期に行うので、フィルタ係数の更
新の頻度は適応処理部の処理能力のみに応じて決まる。
したがって、消音スピーカやエラーマイクの数が増えて
システムの規模が大きくなり適応処理部の計算量が多く
なって消音波作成周期内にフィルタ係数の更新をするこ
とができなくても、フィルタ係数の更新を間をあけるこ
となく次々と実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、２つの
エラーマイク４ｃ，４ｄ、１つの騒音検出マイク２、２
つの消音スピーカ３ａ，３ｂを用いた能動騒音制御装置
の構成を示すブロック図である。
付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、２つの
エラーマイク４ｃ，４ｄ、１つの騒音検出マイク２、２
つの消音スピーカ３ａ，３ｂを用いた能動騒音制御装置
の構成を示すブロック図である。
【００１７】装置構成自体は、図７のものと同じである
が、適応処理部１３から消音波信号作成部１２に渡され
るのが、適応フィルタ係数η1 (t+1) ，η2 (t+1) でな
く、η1 (k+1) ，η2 (k+1) となっているところが異な
っている。図２を用いて、適応処理部１３と消音波信号
作成部１２の処理内容を説明する。消音波信号作成部１
２の行う消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)の作成は、従来と同
じくサンプリング周期Ｔごとに行われる。時刻ｔＴから
(t+1)Ｔの間に計算される消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)
は、時刻ｔＴにおける適応フィルタ係数がη1 (k) ，η
2 (k) であるとすると、 ｙ1(t)＝η1 T (k) χ(t) ， ｙ2(t)＝η2 T (k) χ(t) である。ここで、ｘ(t) は時刻ｔＴにおける参照信号で
ある。
が、適応処理部１３から消音波信号作成部１２に渡され
るのが、適応フィルタ係数η1 (t+1) ，η2 (t+1) でな
く、η1 (k+1) ，η2 (k+1) となっているところが異な
っている。図２を用いて、適応処理部１３と消音波信号
作成部１２の処理内容を説明する。消音波信号作成部１
２の行う消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)の作成は、従来と同
じくサンプリング周期Ｔごとに行われる。時刻ｔＴから
(t+1)Ｔの間に計算される消音波信号ｙ1(t)，ｙ2(t)
は、時刻ｔＴにおける適応フィルタ係数がη1 (k) ，η
2 (k) であるとすると、 ｙ1(t)＝η1 T (k) χ(t) ， ｙ2(t)＝η2 T (k) χ(t) である。ここで、ｘ(t) は時刻ｔＴにおける参照信号で
ある。
【００１８】適応処理部１３は、フィルタ係数の更新を
始める時点の参照信号とエラー信号を用いて、フィルタ
係数を更新する。その時点で、参照信号がｘ(t) 、エラ
ー信号がｅ1(t)，ｅ2(t)、フィルタ係数がη1 (k) ，η
2 (k) であるとすると、次式に従って更新する。 η1 (k+1) ＝η1 (k) ＋μｅ1 (t) υ11(t) ＋μｅ
2 (t) υ12(t) η2 (k+1) ＝η2 (k) ＋μｅ1 (t) υ21(t) ＋μｅ
2 (t) υ22(t) ここで、適応処理部１３の行う適応フィルタ係数の更新
は、サンプリングとは非同期に行い、１回のフィルタ係
数更新が終われば、間を開けずに次の更新を実行する。
したがって、フィルタ係数の更新番号を示すｋは、サン
プリング番号を示すｔと一致していない。
始める時点の参照信号とエラー信号を用いて、フィルタ
係数を更新する。その時点で、参照信号がｘ(t) 、エラ
ー信号がｅ1(t)，ｅ2(t)、フィルタ係数がη1 (k) ，η
2 (k) であるとすると、次式に従って更新する。 η1 (k+1) ＝η1 (k) ＋μｅ1 (t) υ11(t) ＋μｅ
2 (t) υ12(t) η2 (k+1) ＝η2 (k) ＋μｅ1 (t) υ21(t) ＋μｅ
2 (t) υ22(t) ここで、適応処理部１３の行う適応フィルタ係数の更新
は、サンプリングとは非同期に行い、１回のフィルタ係
数更新が終われば、間を開けずに次の更新を実行する。
したがって、フィルタ係数の更新番号を示すｋは、サン
プリング番号を示すｔと一致していない。
【００１９】図３は、消音波信号の作成を３回行う間に
フィルタ係数の更新を１回する場合の更新のタイミング
図である。フィルタ係数の更新をする動作を実線で示
し、消音波作成の処理中であり、かつフィルタ係数の更
新がまだ終わっていない状態を破線で示している。フィ
ルタ係数の更新が終わるまでは、消音波信号ｙ1(t+1)，
ｙ2(t+1)の計算、消音波信号ｙ1(t+2)，ｙ2(t+2)の計算
は、更新が終わる前のフィルタ係数η1 (k) ，η2 (k)
に基づいて行われる。フィルタ係数η1 (k+1) ，η2 (k
+1) への更新が終わった後の消音波信号ｙ1(t+3)，ｙ
2(t+3)の計算で、初めてフィルタ係数η1 (k+1) ，η2
(k+1) を用いる。
フィルタ係数の更新を１回する場合の更新のタイミング
図である。フィルタ係数の更新をする動作を実線で示
し、消音波作成の処理中であり、かつフィルタ係数の更
新がまだ終わっていない状態を破線で示している。フィ
ルタ係数の更新が終わるまでは、消音波信号ｙ1(t+1)，
ｙ2(t+1)の計算、消音波信号ｙ1(t+2)，ｙ2(t+2)の計算
は、更新が終わる前のフィルタ係数η1 (k) ，η2 (k)
に基づいて行われる。フィルタ係数η1 (k+1) ，η2 (k
+1) への更新が終わった後の消音波信号ｙ1(t+3)，ｙ
2(t+3)の計算で、初めてフィルタ係数η1 (k+1) ，η2
(k+1) を用いる。
【００２０】このように、フィルタ係数の更新をサンプ
リングクロックと非同期にしたので、フィルタ係数の更
新に関して時間的な制限がなくなる。よって、システム
の規模が大きくなり適応処理部１３の計算量が多くなっ
て消音波信号の作成とフィルタ係数の更新とを１サンプ
リング周期内に終えることができなくなっても、消音波
の作成だけでプロセッサの能力を超える場合以外は、消
音可能となる。
リングクロックと非同期にしたので、フィルタ係数の更
新に関して時間的な制限がなくなる。よって、システム
の規模が大きくなり適応処理部１３の計算量が多くなっ
て消音波信号の作成とフィルタ係数の更新とを１サンプ
リング周期内に終えることができなくなっても、消音波
の作成だけでプロセッサの能力を超える場合以外は、消
音可能となる。
【００２１】従来の処理（図７の場合）と比較すると、
従来ではフィルタ係数の更新と消音波信号の作成とを同
一サンプリング周期内で行っていたので、システムの規
模が大きくなれば、消音波信号作成部１２と適応処理部
１３の計算量が多くなって、１サンプリング周期の間に
計算を終えられず、プロセッサ１における処理が破綻す
ることがあった。
従来ではフィルタ係数の更新と消音波信号の作成とを同
一サンプリング周期内で行っていたので、システムの規
模が大きくなれば、消音波信号作成部１２と適応処理部
１３の計算量が多くなって、１サンプリング周期の間に
計算を終えられず、プロセッサ１における処理が破綻す
ることがあった。
【００２２】本発明では、消音波の作成だけでプロセッ
サ１の能力を超えない限りは、計算量が多くなっても、
前記のような不都合はない。次に、本発明の他の実施形
態を説明する。図４は、１つのエラーマイク４、１つの
騒音検出マイク２、１つの消音スピーカ３を用いた能動
騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
サ１の能力を超えない限りは、計算量が多くなっても、
前記のような不都合はない。次に、本発明の他の実施形
態を説明する。図４は、１つのエラーマイク４、１つの
騒音検出マイク２、１つの消音スピーカ３を用いた能動
騒音制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２３】騒音検出マイク２で検出された騒音信号を
アンプ２１で電気的に増幅し、ローパスフィルタ２２で
サンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を除き、
ＡＤ変換器２３でディジタル信号に変換して参照信号ｘ
(t) を得る。参照信号ｘ(t)は、消音波信号作成部１２
と適応処理部１３とに与えられる。消音波信号作成部１
２は、消音スピーカ３を駆動するための消音波信号ｙ
(t) を出力する。消音波信号ｙ(t) は、ＤＡ変換器３１
によりアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ３２
によりサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分が
除かれ、アンプ３３で増幅された後に消音スピーカ３に
入力される。消音スピーカ３で音波に変換された消音波
は騒音と干渉し、残留波はエラーマイク４により検出さ
れる。
アンプ２１で電気的に増幅し、ローパスフィルタ２２で
サンプリング周波数の１／２以上の周波数成分を除き、
ＡＤ変換器２３でディジタル信号に変換して参照信号ｘ
(t) を得る。参照信号ｘ(t)は、消音波信号作成部１２
と適応処理部１３とに与えられる。消音波信号作成部１
２は、消音スピーカ３を駆動するための消音波信号ｙ
(t) を出力する。消音波信号ｙ(t) は、ＤＡ変換器３１
によりアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ３２
によりサンプリング周波数の１／２以上の周波数成分が
除かれ、アンプ３３で増幅された後に消音スピーカ３に
入力される。消音スピーカ３で音波に変換された消音波
は騒音と干渉し、残留波はエラーマイク４により検出さ
れる。
【００２４】エラーマイク４の電気信号をアンプ４１で
増幅した後、ローパスフィルタ４２でサンプリング周波
数の１／２以上の周波数成分を除き、ＡＤ変換器４３で
ディジタル信号に変換してエラー信号ｅ(t) を得る。適
応処理部１３は、参照信号ｘ(t) とエラー信号ｅ(t) と
から、消音波信号作成部１２が持つフィルタ係数を、エ
ラー信号ｅ(t) が小さくなるように変更していく。
増幅した後、ローパスフィルタ４２でサンプリング周波
数の１／２以上の周波数成分を除き、ＡＤ変換器４３で
ディジタル信号に変換してエラー信号ｅ(t) を得る。適
応処理部１３は、参照信号ｘ(t) とエラー信号ｅ(t) と
から、消音波信号作成部１２が持つフィルタ係数を、エ
ラー信号ｅ(t) が小さくなるように変更していく。
【００２５】図５は、信号の流れ図であり、消音スピー
カ３からエラーマイク４までの伝達関数をＣ(z) とし、
Ｃ(z) は予め同定しておく。消音波信号作成部１２の行
う消音波信号ｙ(t) の作成は、従来と同じくサンプリン
グ周期Ｔごとに行う。時刻ｔＴから (t+1)Ｔの間に計算
される消音波信号ｙ(t) は、時刻ｔＴにおける適応フィ
ルタ係数がη(k) であるとすると、 ｙ(t) ＝ηT (k) χ(t) で表される。ここで、ｘ(t) は時刻ｔＴにおける参照信
号である。
カ３からエラーマイク４までの伝達関数をＣ(z) とし、
Ｃ(z) は予め同定しておく。消音波信号作成部１２の行
う消音波信号ｙ(t) の作成は、従来と同じくサンプリン
グ周期Ｔごとに行う。時刻ｔＴから (t+1)Ｔの間に計算
される消音波信号ｙ(t) は、時刻ｔＴにおける適応フィ
ルタ係数がη(k) であるとすると、 ｙ(t) ＝ηT (k) χ(t) で表される。ここで、ｘ(t) は時刻ｔＴにおける参照信
号である。
【００２６】適応処理部１３は、フィルタ係数の更新を
始める時点の参照信号とエラー信号を用いて、フィルタ
係数を更新する。その時点で、参照信号がｘ(t) 、エラ
ー信号がｅ(t) 、フィルタ係数がη(k) であるとする
と、次式に従って更新する。 η(k+1) ＝η(k) ＋μｅ(t) υ(t) ここで、ベクトルυ(t) は、 υ(t) ＝［ｕ(t) ，ｕ(t-1) ，‥‥，ｕ(t-M+1) ］T で表され、その要素ｕ(t) は、 ｕ(t) ＝Ｃ(z) ｘ(t) ＝Σｃp ｘ(t−ｐ) （総和Σはｐ＝０からＭ−１まで） で表される。適応処理部１３の行う適応フィルタ係数の
更新は、サンプリングとは非同期に行い、１回のフィル
タ係数更新が終われば、間を開けずに次の更新を実行す
る。したがって、フィルタ係数の更新番号を示すｋは、
サンプリング番号を示すｔと一致していない。
始める時点の参照信号とエラー信号を用いて、フィルタ
係数を更新する。その時点で、参照信号がｘ(t) 、エラ
ー信号がｅ(t) 、フィルタ係数がη(k) であるとする
と、次式に従って更新する。 η(k+1) ＝η(k) ＋μｅ(t) υ(t) ここで、ベクトルυ(t) は、 υ(t) ＝［ｕ(t) ，ｕ(t-1) ，‥‥，ｕ(t-M+1) ］T で表され、その要素ｕ(t) は、 ｕ(t) ＝Ｃ(z) ｘ(t) ＝Σｃp ｘ(t−ｐ) （総和Σはｐ＝０からＭ−１まで） で表される。適応処理部１３の行う適応フィルタ係数の
更新は、サンプリングとは非同期に行い、１回のフィル
タ係数更新が終われば、間を開けずに次の更新を実行す
る。したがって、フィルタ係数の更新番号を示すｋは、
サンプリング番号を示すｔと一致していない。
【００２７】消音波信号の計算とフィルタ係数更新の計
算が１サンプリング周期よりも短い時間に可能な場合で
あれば、更新のタイミング図は図６のようになる。図６
において、フィルタ係数の更新をする動作を実線で示
し、消音波作成の処理中であり、かつフィルタ係数の更
新がまだ終わっていない状態を破線で示している。消音
波信号ｙ(t+1) の計算にはフィルタ係数η(k+1) を用
い、消音波信号ｙ(t+2) の計算にはフィルタ係数η(k+
2) を用いる。
算が１サンプリング周期よりも短い時間に可能な場合で
あれば、更新のタイミング図は図６のようになる。図６
において、フィルタ係数の更新をする動作を実線で示
し、消音波作成の処理中であり、かつフィルタ係数の更
新がまだ終わっていない状態を破線で示している。消音
波信号ｙ(t+1) の計算にはフィルタ係数η(k+1) を用
い、消音波信号ｙ(t+2) の計算にはフィルタ係数η(k+
2) を用いる。
【００２８】したがってこの場合は、係数の更新がサン
プリングクロックと同期していないため、プロセッサの
空き時間を作らないから、従来の方法よりも更新の回数
を増やすことができる。したがって適応フィルタの収束
を速くすることができる。なお、本発明の実施は、前記
の形態に限られるものではなく、例えば、エラーマイク
や消音スピーカの数がより多くなっても適用することが
可能である。
プリングクロックと同期していないため、プロセッサの
空き時間を作らないから、従来の方法よりも更新の回数
を増やすことができる。したがって適応フィルタの収束
を速くすることができる。なお、本発明の実施は、前記
の形態に限られるものではなく、例えば、エラーマイク
や消音スピーカの数がより多くなっても適用することが
可能である。
【００２９】また、前記の実施形態は能動騒音制御装置
についてのものであったが、本発明はこれに限定される
ものではなく、未知のシステムの入出力特性を推定する
ための一般的な適応処理装置に適用することができる。
その他、本発明の範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。
についてのものであったが、本発明はこれに限定される
ものではなく、未知のシステムの入出力特性を推定する
ための一般的な適応処理装置に適用することができる。
その他、本発明の範囲内において種々の設計変更を施す
ことが可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明の適応処理装置によ
れば、ディジタル信号処理システムの入出力特性の更新
がサンプリング周期内に必ず終えなければならないとい
う制限を取り外したので、１サンプリング周期内にはデ
ィジタル信号処理システムの入出力特性の更新を行うこ
とができなくても、未知システムの入出力特性を推定す
ることができる。
れば、ディジタル信号処理システムの入出力特性の更新
がサンプリング周期内に必ず終えなければならないとい
う制限を取り外したので、１サンプリング周期内にはデ
ィジタル信号処理システムの入出力特性の更新を行うこ
とができなくても、未知システムの入出力特性を推定す
ることができる。
【００３１】さらに、ディジタル信号処理システムの入
出力特性の更新がサンプリング周期内に終えて空き時間
ができる場合には、その空き時間を利用して引き続き特
性の更新処理を行うので、演算しない無駄な空き時間が
なくなり、適応処理装置の使用効率が高くなる。また、
結果的に更新の回数が多くなり、収束までの時間を短く
することができる。
出力特性の更新がサンプリング周期内に終えて空き時間
ができる場合には、その空き時間を利用して引き続き特
性の更新処理を行うので、演算しない無駄な空き時間が
なくなり、適応処理装置の使用効率が高くなる。また、
結果的に更新の回数が多くなり、収束までの時間を短く
することができる。
【００３２】本発明の能動騒音制御装置によれば、フィ
ルタ係数の更新を１サンプリング周期内に終えなければ
ならないという制約を取り外し、プロセッサの演算能力
の範囲内で係数の更新を行うため、システムの規模が大
きくなることにより消音波信号の作成とフィルタ係数の
更新とを１サンプリング周期内に終えられなくなって
も、消音波の作成だけでプロセッサの能力を超える場合
以外は、消音可能である。したがって、プロセッサの能
力が相対的に低いシステムにおいて特に有効である。
ルタ係数の更新を１サンプリング周期内に終えなければ
ならないという制約を取り外し、プロセッサの演算能力
の範囲内で係数の更新を行うため、システムの規模が大
きくなることにより消音波信号の作成とフィルタ係数の
更新とを１サンプリング周期内に終えられなくなって
も、消音波の作成だけでプロセッサの能力を超える場合
以外は、消音可能である。したがって、プロセッサの能
力が相対的に低いシステムにおいて特に有効である。
【００３３】さらに、プロセッサが計算をしていない無
駄な空き時間を作ることなく、フィルタ係数の更新を次
々と実行することができ、プロセッサの使用効率が高く
なる。
駄な空き時間を作ることなく、フィルタ係数の更新を次
々と実行することができ、プロセッサの使用効率が高く
なる。
【図１】２つのエラーマイク、１つの騒音検出マイク、
２つの消音スピーカを用いた能動騒音制御装置の構成を
示すブロック図である。
２つの消音スピーカを用いた能動騒音制御装置の構成を
示すブロック図である。
【図２】適応処理部と消音波信号作成部の処理内容を説
明するための信号の流れ図である。
明するための信号の流れ図である。
【図３】消音波信号の作成を３回行う間にフィルタ係数
の更新を１回する場合の更新のタイミング図である。
の更新を１回する場合の更新のタイミング図である。
【図４】１つのエラーマイク、１つの騒音検出マイク、
１つの消音スピーカを用いた能動騒音制御装置の構成を
示すブロック図である。
１つの消音スピーカを用いた能動騒音制御装置の構成を
示すブロック図である。
【図５】適応処理部と消音波信号作成部の処理内容を説
明するための信号の流れ図である。
明するための信号の流れ図である。
【図６】消音波信号の作成とフィルタ係数の更新を１サ
ンプリング周期内に行える場合の更新のタイミング図で
ある。
ンプリング周期内に行える場合の更新のタイミング図で
ある。
【図７】２つのエラーマイク、１つの騒音検出マイク、
２つの消音スピーカを用いた場合の従来の能動騒音制御
装置の構成を示すブロック図である。
２つの消音スピーカを用いた場合の従来の能動騒音制御
装置の構成を示すブロック図である。
【図８】適応処理部と消音波信号作成部の処理内容を説
明するための信号の流れ図である。
明するための信号の流れ図である。
【図９】消音波信号の作成とフィルタ係数の更新の従来
のタイミング図である。
のタイミング図である。
１ プロセッサ ２ 騒音検出マイク ３ａ，３ｂ 消音スピーカ ４ｃ，４ｄ エラーマイク １２ 消音波信号作成部 １３ 適応処理部 ２１ アンプ ２２ ローパスフィルタ ２３ ＡＤ変換器 ３１ａ，３１ｂ ＤＡ変換器 ３２ａ，３２ｂ ローパスフィルタ ３３ａ，３３ｂ アンプ ４１ｃ，４１ｄ アンプ ４２ｃ，４２ｄ ローパスフィルタ ４３ｃ，４３ｄ ＡＤ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】ディジタル信号処理システムの出力信号と
目標信号との差が小さくなるように、ディジタル信号処
理システムの入出力特性を逐次改善していく適応処理装
置において、 ディジタル信号処理システムの入出力特性を更新する時
点が、サンプリングと同期しておらず、ディジタル信号
処理システムの規模と適応処理装置の演算能力によって
決まることを特徴とする適応処理装置。 - 【請求項２】騒音波を騒音検出手段で検出し、検出され
た信号を消音波信号作成部に通して消音波を作成し、消
音波を二次音源から放出することで、残留波検出手段の
位置での消音後の騒音波（以下「残留波」という）の低
減を図る能動騒音制御装置において、 適応フィルタ係数の更新を行う適応処理部を備え、 適応処理部は、適応フィルタ係数の更新を、消音波信号
作成部の消音波作成とは非同期に繰り返し行うことを特
徴とする能動騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9035106A JPH10232682A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 適応処理装置及び能動騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9035106A JPH10232682A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 適応処理装置及び能動騒音制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10232682A true JPH10232682A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12432689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9035106A Pending JPH10232682A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 適応処理装置及び能動騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10232682A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798744C1 (ru) * | 2022-12-23 | 2023-06-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Способ активного гашения вибраций |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9035106A patent/JPH10232682A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798744C1 (ru) * | 2022-12-23 | 2023-06-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Способ активного гашения вибраций |
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