JPWO2014006846A1 - 能動騒音低減装置および能動騒音低減方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明の実施の形態1における能動騒音低減装置101のブロック図である。図2は能動騒音低減装置101が搭載された移動体102の概略図である。実施の形態1における移動体102は車室等の空間S1を有する車両である。能動騒音低減装置101は参照信号源1と二次騒音源2と誤差信号源3と信号処理装置4とで構成される。信号処理装置4が参照信号x(i)と誤差信号e(i)とに応じて二次騒音信号y(i)を出力する。二次騒音源2が二次騒音信号y(i)を再生して発生させる二次騒音N1を空間S1内に生じている騒音N0に干渉させることによって騒音N0を低減する。
図9は本発明の実施の形態2における能動騒音低減装置201のブロック図である。図10は能動騒音低減装置201が搭載された移動体202の概略図である。図9と図10において、図1と図2に示す実施の形態1における能動騒音低減装置101と移動体102と同じ部分には同じ参照番号を付す。
図12は本発明の実施の形態3における能動騒音低減装置301のブロック図である。図13は能動騒音低減装置301が搭載された移動体302の概略図である。図12と図13において、図1と図2に示す実施の形態1における能動騒音低減装置101と移動体102と同じ部分には同じ参照番号を付す。実施の形態3における移動体302は車室等の空間S1を有する車両である。能動騒音低減装置301は二次騒音源2と誤差信号源3と信号処理装置304とで構成される。信号処理装置304が誤差信号e(i)とに応じて二次騒音信号y(i)を出力する。二次騒音源2が二次騒音信号y(i)を再生して発生させる二次騒音N1を空間S1内に生じている騒音N0に干渉させることによって騒音N0を低減する。一般に実施の形態3のようなフィードバック型ANCの場合、信号処理装置304は騒音と無関係に出力されるオーディオ信号の誤差信号源3へのまわり込みを防ぐためのエコーキャンセラなどの補償部を有する。本実施の形態では説明の簡単化のためにこれを省略しているが、これは補償部の使用を制限するものではない。
図14は本発明の実施の形態4における能動騒音低減装置401のブロック図である。図15は能動騒音低減装置401が搭載された移動体402の概略図である。図14と図15において、図12と図13に示す実施の形態3における能動騒音低減装置301と移動体302と同じ部分には同じ参照番号を付す。
図17は本発明の実施の形態5における能動騒音低減装置601のブロック図である。図17において、図14に示す実施の形態4における能動騒音低減装置401と同じ部分には同じ参照番号を付す。
図18は本発明の実施の形態6における能動騒音低減装置701のブロック図である。図18において、図1、12に示す実施の形態1、3における能動騒音低減装置101、301と同じ部分には同じ参照番号を付す。能動騒音低減装置701は参照信号源1と二次騒音源2と誤差信号源3と信号処理装置704とで構成される。信号処理装置704は、信号処理部4F、304Bと信号加算器709よりなる。信号処理部4Fは参照信号x(i)と誤差信号e(i)とに応じて二次騒音信号yF(i)を出力する。信号処理部4Bは誤差信号e(i)に応じて二次騒音信号yB(i)を出力する。信号加算器709は二次騒音信号yF(i)、yB(i)を加算して二次騒音信号y(i)を生成する。二次騒音源2が二次騒音信号y(i)を再生して発生させる二次騒音N1を空間S1内に生じている騒音N0に干渉させることによって騒音N0を低減する。
2 二次騒音源
3 誤差信号源
4 信号処理装置
4R レジスタ
5 適応フィルタ部
6 模擬音響伝達特性フィルタ部
7 最小二乗平均演算部
8 μ調整部
10 参照信号生成部
41 入力端(第一の入力端)
42 出力端
43 入力端(第二の入力端)
101 能動騒音低減装置
102 移動体
103 能動騒音低減装置
301 能動騒音低減装置
S1 空間
Claims (21)
- 参照信号源と二次騒音源と誤差信号源と共に用いられるように構成された能動騒音低減装置であって、
前記参照信号源は騒音と相関のある参照信号を出力し、
前記二次騒音源は二次騒音信号に対応する二次騒音を発生し、
前記誤差信号源は前記二次騒音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号を出力し、
前記能動騒音低減装置は、前記参照信号を受ける第一の入力端と前記誤差信号を受ける第二の入力端と前記二次騒音信号を出力する出力端とを有する信号処理装置を備え、
前記信号処理装置は、
前記参照信号に基づき前記二次騒音信号を出力する適応フィルタ部と、
前記出力端から前記第二の入力端までの音響伝達特性を模擬した模擬音響伝達特性で前記参照信号を補正して濾波参照信号を出力する模擬音響伝達特性フィルタ部と、
前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新する最小二乗平均演算部と、
前記ステップサイズパラメータを決定するμ調整部と、
を有し、
前記μ調整部は、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出し、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを記憶し、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出する、
ように動作することで前記騒音を低減する能動騒音低減装置。 - 前記基準代表入力値は、前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項1に記載の能動騒音低減装置。
- 二次騒音源と誤差信号源と共に用いられるように構成された能動騒音低減装置であって、
前記二次騒音源は二次騒音信号に対応する二次騒音を発生し、
前記誤差信号源は前記二次騒音と騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号を出力し、
前記能動騒音低減装置は、前記誤差信号を受ける入力端と前記二次騒音信号を出力する出力端とを有する信号処理装置を備え、
前記信号処理装置は、
前記誤差信号に基づき参照信号を出力する参照信号生成部と、
前記参照信号に基づき前記二次騒音信号を出力する適応フィルタ部と、
前記出力端から前記入力端までの音響伝達特性を模擬した模擬音響伝達特性で前記参照信号を補正して濾波参照信号を出力する模擬音響伝達特性フィルタ部と、
前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新する最小二乗平均演算部と、
前記ステップサイズパラメータを決定するμ調整部と、
を有し、
前記μ調整部は、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出し、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを記憶し、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出する、
ように動作することで前記騒音を低減する能動騒音低減装置。 - 前記基準代表入力値は、前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項3に記載の能動騒音低減装置。
- 前記参照信号生成部は前記誤差信号を前記参照信号として出力する、請求項3または4に記載の能動騒音低減装置。
- 二次騒音源と誤差信号源と共に用いられるように構成された能動騒音低減装置であって、
前記二次騒音源は二次騒音信号に対応する二次騒音を発生し、
前記誤差信号源は前記二次騒音と騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号を出力し、
前記能動騒音低減装置は、前記誤差信号を受ける入力端と前記二次騒音信号を出力する出力端とを有する信号処理装置を備え、
前記信号処理装置は、
前記誤差信号に基づき前記二次騒音信号を出力する適応フィルタ部と、
前記出力端から前記入力端までの音響伝達特性を模擬した模擬音響伝達特性で前記誤差信号を補正して濾波誤差信号を出力する模擬音響伝達特性フィルタ部と、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新する最小二乗平均演算部と、
前記ステップサイズパラメータを決定するμ調整部と、
を有し、
前記μ調整部は、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出し、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを記憶し、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出する、
ように動作することで前記騒音を低減する能動騒音低減装置。 - 前記基準代表入力値は、前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項6に記載の能動騒音低減装置。
- 前記基準ステップサイズパラメータは、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値の最大値である、請求項1から7のいずれか一項に記載の能動騒音低減装置。
- 前記基準ステップサイズパラメータに乗じる係数の上限値と下限値のうちの少なくとも一方の値が設定されている、請求項1から8のいずれか一項に記載の能動騒音低減装置。
- 前記係数は固定小数点のフォーマットを有する前記信号処理装置のレジスタ上で表されるディジタル値であり、
前記μ調整部は前記係数の小数点の位置を変えることで前記係数の前記上限値と前記下限値のうちの前記少なくとも一方の値を設定する、請求項9に記載の能動騒音低減装置。 - 前記能動騒音低減装置は空間を有する移動体に搭載されるように構成されており、
前記騒音は前記空間に生じ、
前記二次騒音源は前記空間で二次騒音を発生し、
前記残留音は前記空間で発生する、請求項1から10のいずれか一項に記載の能動騒音低減装置。 - 騒音と相関のある参照信号を適応フィルタ部により処理して二次騒音信号を得るステップと、
前記参照信号を補正して濾波参照信号を得るステップと、
前記二次騒音信号に基づいて発生された二次騒音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含み、
前記フィルタ係数を更新するステップは、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出するステップと、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを得るステップと、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出するステップと、
前記誤差信号と前記濾波参照信号と前記算出されたステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含む能動騒音低減方法。 - 前記基準代表入力値は、前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項12に記載の能動騒音低減方法。
- 騒音を低減する能動騒音低減方法であって、
参照信号を適応フィルタ部により処理して二次騒音信号を得るステップと、
前記二次騒音信号に基づいて発生された二次騒音と前記騒音との干渉による残留音に対応する誤差信号を得るステップと、
前記誤差信号に基づいて前記参照信号を得るステップと、
前記参照信号を補正して濾波参照信号を得るステップと、
前記誤差信号と前記濾波参照信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含み、
前記フィルタ係数を更新するステップは、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出するステップと、
前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを得るステップと、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出するステップと、
前記誤差信号と前記濾波参照信号と前記算出されたステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含む能動騒音低減方法。 - 前記基準代表入力値は、前記参照信号と前記濾波参照信号と前記誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項14に記載の能動騒音低減方法。
- 前記誤差信号に基づいて参照信号を得るステップは、前記誤差信号を前記参照信号として得るステップを含む、請求項14または15に記載の能動騒音低減方法。
- 騒音を低減する能動騒音低減方法であって、
誤差信号を適応フィルタ部により処理して二次騒音信号を得るステップと、
前記二次騒音信号に基づいて発生された二次騒音と前記騒音との干渉による残留音に対応する前記誤差信号を得るステップと、
前記誤差信号を補正して濾波誤差信号を得るステップと、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号とステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含み、
前記フィルタ係数を更新するステップは、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの少なくとも1つの信号の振幅に相当する代表入力値を算出するステップと、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅が所定の振幅であるときの代表入力値である基準代表入力値と、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値である所定の基準ステップサイズパラメータとを得るステップと、
前記基準代表入力値の前記代表入力値に対する比を前記基準ステップサイズパラメータに乗じることにより前記ステップサイズパラメータを算出するステップと、
前記誤差信号と前記濾波誤差信号と前記算出されたステップサイズパラメータとを用いて前記適応フィルタ部のフィルタ係数を更新するステップと、
を含む能動騒音低減方法。 - 前記基準代表入力値は、前記誤差信号と前記濾波誤差信号のうちの前記少なくとも1つの信号の振幅の最大値に相当する、請求項17に記載の能動騒音低減方法。
- 前記基準ステップサイズパラメータは、前記代表入力値が前記基準代表入力値である場合に前記フィルタ係数が収束する前記ステップサイズパラメータの値の最大値である、請求項12から18のいずれか一項に記載の能動騒音低減方法。
- 前記基準ステップサイズパラメータに乗じる係数の上限値と下限値のうちの少なくとも一方の値が設定されている、請求項12から19のいずれか一項に記載の能動騒音低減方法。
- 前記係数は固定小数点のフォーマットを有するレジスタ上で表されるディジタル値であり、
前記係数の小数点の位置を変えることで前記係数の前記上限値と前記下限値のうちの前記少なくとも一方の値を設定する、請求項20に記載の能動騒音低減方法。
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