JPH0635480A - 騒音キャンセル装置 - Google Patents
騒音キャンセル装置Info
- Publication number
- JPH0635480A JPH0635480A JP4194275A JP19427592A JPH0635480A JP H0635480 A JPH0635480 A JP H0635480A JP 4194275 A JP4194275 A JP 4194275A JP 19427592 A JP19427592 A JP 19427592A JP H0635480 A JPH0635480 A JP H0635480A
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- JP
- Japan
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- noise
- signal
- cancel
- sound
- speaker
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スピ−カの周波数特性の低域における劣化に
起因するノイズの発生を防止する。 【構成】 騒音キャンセル点における騒音をキャンセル
するためにスピーカ17よりキャンセル音を出力し、騒
音キャンセル点における騒音とキャンセル音との合成音
をマイク18により検出する。騒音キャンセルコントロ
ーラ14は騒音キャンセル点における合成音信号と騒音
に応じた信号を用いて騒音キャンセル点における騒音を
キャンセルするように適応信号処理を行って適応フィル
タ14bの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理を参照信号に施して騒音キャンセル信号
を発生し、該騒音キャンセル信号をスピーカ特性模擬フ
ィルタ14dを介してスピーカに入力する。スピーカ特
性模擬フィルタ14dはスピーカと略同等の周波数特性
を備えているから、適応フィルタから出力される低域成
分はその特性に応じて阻止され、ノイズがスピーカから
発生することはない。
起因するノイズの発生を防止する。 【構成】 騒音キャンセル点における騒音をキャンセル
するためにスピーカ17よりキャンセル音を出力し、騒
音キャンセル点における騒音とキャンセル音との合成音
をマイク18により検出する。騒音キャンセルコントロ
ーラ14は騒音キャンセル点における合成音信号と騒音
に応じた信号を用いて騒音キャンセル点における騒音を
キャンセルするように適応信号処理を行って適応フィル
タ14bの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理を参照信号に施して騒音キャンセル信号
を発生し、該騒音キャンセル信号をスピーカ特性模擬フ
ィルタ14dを介してスピーカに入力する。スピーカ特
性模擬フィルタ14dはスピーカと略同等の周波数特性
を備えているから、適応フィルタから出力される低域成
分はその特性に応じて阻止され、ノイズがスピーカから
発生することはない。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は騒音キャンセル装置に係
わり、特に自動車内の所定位置(観測点)における騒音
をキャンセルして快適な自動車の車室内環境を提供でき
る騒音キャンセル装置に関する。
わり、特に自動車内の所定位置(観測点)における騒音
をキャンセルして快適な自動車の車室内環境を提供でき
る騒音キャンセル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】騒音対策としては、従来より吸音材を用
いる方法(パッシブ制御)が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
(アクティブ制御)が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
いる方法(パッシブ制御)が知られている。しかし、吸
音材を用いる方法では、騒音が小さい静音エリアを形成
するのが面倒であると共に、低音を効果的に消せない問
題がある。特に、自動車の車室内の騒音を防止するに
は、自動車の重量が増大すると共に、騒音を効果的に消
せない問題がある。このため、騒音と逆位相の騒音キャ
ンセル音をスピ−カから放射して騒音を低減する方法
(アクティブ制御)が脚光を浴び、工場やオフィスなど
の室内空間の一部に実用化されつつある。又、自動車の
車室内においてもアクティブ制御により騒音を低減する
方式が提案されている。
【0003】図4は従来の騒音キャンセルを実現する装
置の構成図であり、11は騒音源であるエンジン、12
はエンジン回転数Rを検出する回転数センサ、13はエ
ンジン回転数Rに応じた周波数を有する一定振幅の正弦
波信号を参照信号SNとして発生する参照信号発生部で
ある。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により発
生するノイズは周期性を有し(周期性ノイズ)、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、4気筒エン
ジンの場合、回転数が600rpmの時、車室内に発生
する2次高周波周期性ノイズの周波数は20Hz、回転
数が6000rpmの時、車室内に発生する周期性ノイ
ズの周波数は200Hzであり、エンジン回転数の2次
高調波が支配的である。従って、参照信号発生部13
は、正弦波データをROMに記憶しておき、そのデータ
を必要に応じて読み出して出力することにより、参照信
号を生成する。尚、このデータの読み出し/出力タイミ
ングは、エンジン回転数Rに応じてコントロールされ、
エンジン回転数Rに応じて発生する周期性ノイズの周波
数を有する参照信号が生成されるようになっている。
置の構成図であり、11は騒音源であるエンジン、12
はエンジン回転数Rを検出する回転数センサ、13はエ
ンジン回転数Rに応じた周波数を有する一定振幅の正弦
波信号を参照信号SNとして発生する参照信号発生部で
ある。騒音源がエンジンの場合、エンジン回転により発
生するノイズは周期性を有し(周期性ノイズ)、その周
波数はエンジン回転数に依存する。例えば、4気筒エン
ジンの場合、回転数が600rpmの時、車室内に発生
する2次高周波周期性ノイズの周波数は20Hz、回転
数が6000rpmの時、車室内に発生する周期性ノイ
ズの周波数は200Hzであり、エンジン回転数の2次
高調波が支配的である。従って、参照信号発生部13
は、正弦波データをROMに記憶しておき、そのデータ
を必要に応じて読み出して出力することにより、参照信
号を生成する。尚、このデータの読み出し/出力タイミ
ングは、エンジン回転数Rに応じてコントロールされ、
エンジン回転数Rに応じて発生する周期性ノイズの周波
数を有する参照信号が生成されるようになっている。
【0004】14は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部13から発生する参照信号SNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置(観測点
であり例えば運転者の耳元近傍)における騒音Snとキ
ャンセル音Scの合成音信号をエラ−信号Erとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号NcDを出力する。騒音キャン
セルコントローラ14は、適応信号処理部14aと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ14bと、スピーカ
から騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系(二次
音伝搬系)の伝達関数に基づいて作成され、参照信号S
Nが入力されるフィルタ14cを有している。15は適
応フィルタ出力(騒音キャンセル信号NcD)をアナログ
の騒音キャンセル信号NcAに変換するDAコンバータ、
16は騒音キャンセル信号NcAを増幅するパワ−アン
プ、17は騒音キャンセル音Scを放射するキャンセル
スピ−カ、18は騒音キャンセル点に配置され、騒音S
nとキャンセル音Scの合成音を検出し、合成音信号をエ
ラ−信号Erとして出力するエラ−マイク,19はエラ
ー信号Erをデジタルに変換するADコンバータであ
る。
り、参照信号発生部13から発生する参照信号SNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置(観測点
であり例えば運転者の耳元近傍)における騒音Snとキ
ャンセル音Scの合成音信号をエラ−信号Erとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号NcDを出力する。騒音キャン
セルコントローラ14は、適応信号処理部14aと、デ
ジタルフィルタ構成の適応フィルタ14bと、スピーカ
から騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系(二次
音伝搬系)の伝達関数に基づいて作成され、参照信号S
Nが入力されるフィルタ14cを有している。15は適
応フィルタ出力(騒音キャンセル信号NcD)をアナログ
の騒音キャンセル信号NcAに変換するDAコンバータ、
16は騒音キャンセル信号NcAを増幅するパワ−アン
プ、17は騒音キャンセル音Scを放射するキャンセル
スピ−カ、18は騒音キャンセル点に配置され、騒音S
nとキャンセル音Scの合成音を検出し、合成音信号をエ
ラ−信号Erとして出力するエラ−マイク,19はエラ
ー信号Erをデジタルに変換するADコンバータであ
る。
【0005】適応信号処理部14aは騒音キャンセル点
におけるエラー信号Erとフィルタ14cを介して入力
される信号SN′を入力され、これら信号を用いて騒音
キャンセル点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行って適応フィルタ14bの係数を決定す
る。例えば適応信号処理部14aは周知のLMS(Least
Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク
18から入力されたエラ−信号Erが最小となるように
適応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィルタ1
4bは適応信号処理部14aにより決定された係数に従
って参照信号S Nにデジタルフィルタ処理を施してDA
コンバータ15より騒音キャンセル信号NCAを出力す
る。尚、参照信号SNは、消去したい騒音Snと相関の高
い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は消
去されない。エンジン11が回転すると、その回転数R
は回転数センサ12により検出され、参照信号発生部1
3はエンジン回転数Rに応じた周波数の参照信号S
N(図5(a)参照)を発生し、騒音キャンセルコントロー
ラ14に入力する。この時、エンジン11から発生した
周期性を有するエンジン音(周期性ノイズ)は、所定の
伝達関数を有する騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空
中を伝播して騒音キャンセル点に至る。従って、該騒音
キャンセル点における騒音(エンジン音)Snはレベル
が若干弱まり、かつ若干遅延して図5(b)に示すように
なる。
におけるエラー信号Erとフィルタ14cを介して入力
される信号SN′を入力され、これら信号を用いて騒音
キャンセル点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行って適応フィルタ14bの係数を決定す
る。例えば適応信号処理部14aは周知のLMS(Least
Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−マイク
18から入力されたエラ−信号Erが最小となるように
適応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィルタ1
4bは適応信号処理部14aにより決定された係数に従
って参照信号S Nにデジタルフィルタ処理を施してDA
コンバータ15より騒音キャンセル信号NCAを出力す
る。尚、参照信号SNは、消去したい騒音Snと相関の高
い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は消
去されない。エンジン11が回転すると、その回転数R
は回転数センサ12により検出され、参照信号発生部1
3はエンジン回転数Rに応じた周波数の参照信号S
N(図5(a)参照)を発生し、騒音キャンセルコントロー
ラ14に入力する。この時、エンジン11から発生した
周期性を有するエンジン音(周期性ノイズ)は、所定の
伝達関数を有する騒音伝搬系(一次音伝搬系)を有する空
中を伝播して騒音キャンセル点に至る。従って、該騒音
キャンセル点における騒音(エンジン音)Snはレベル
が若干弱まり、かつ若干遅延して図5(b)に示すように
なる。
【0006】最初、騒音キャンセルコントローラ14は
例えば参照信号SNと位相が逆の騒音キャンセル信号Nc
Aを出力し、キャンセルスピ−カ16より図5(c)に示す
キャンセル音Scを出力する。しかし、騒音Snのレベル
と位相がずれているため、キャンセル音Scにより騒音
はキャンセルされず、エラ−信号Erが発生する。騒音
キャンセルコントローラ14は該エラ−信号Erが最小
となるように適応信号処理を行って適応フィルタ14b
の係数を決定し、理想的な場合、最終的に図5(d)に示
すようにキャンセル音Scの位相を騒音Snの位相と逆相
にし、かつレベルを一致させ騒音をキャンセルする。
例えば参照信号SNと位相が逆の騒音キャンセル信号Nc
Aを出力し、キャンセルスピ−カ16より図5(c)に示す
キャンセル音Scを出力する。しかし、騒音Snのレベル
と位相がずれているため、キャンセル音Scにより騒音
はキャンセルされず、エラ−信号Erが発生する。騒音
キャンセルコントローラ14は該エラ−信号Erが最小
となるように適応信号処理を行って適応フィルタ14b
の係数を決定し、理想的な場合、最終的に図5(d)に示
すようにキャンセル音Scの位相を騒音Snの位相と逆相
にし、かつレベルを一致させ騒音をキャンセルする。
【0007】以上は説明を簡単にするために、騒音源を
1個、キャンセル音発生源(スピーカ)を1個、騒音キ
ャンセル点(観測点)を1箇所とした例である。しか
し、実際には騒音源は複数存在し、又、騒音をキャンセ
ルしたい地点(観測点)も複数存在し、このため1つの
スピーカでは各観測点の騒音をキャンセルできず、スピ
ーカも複数存在する。図6は騒音源がK個、スピーカが
M個、観測点がL箇所の場合における従来の騒音キャン
セル装置の構成図である。21は各観測点における騒音
をキャンセルするように動作する騒音キャンセルコント
ローラ、22は各騒音源(図示せず)から各観測点まで
騒音が伝搬する系を表現した一次音仮想伝搬系(騒音伝
搬系)、23はスピーカ(図示せず)の特性を含め、各
スピーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する系
を表現する二次音伝搬系(キャンセル音伝搬系)、24
は各観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成部
で、加算部241〜241′は第1観測点におけるマイク
に相当し、加算部242〜242′は第2観測点における
マイクに相当し、・・・加算部24L〜24L′は第L観
測点におけるマイクに相当する。dd1n〜ddLnは各観測
点におけるキャンセル対象でない外部雑音である。尚、
DAコンバ−タ、ADコンバータ等は省略している。
1個、キャンセル音発生源(スピーカ)を1個、騒音キ
ャンセル点(観測点)を1箇所とした例である。しか
し、実際には騒音源は複数存在し、又、騒音をキャンセ
ルしたい地点(観測点)も複数存在し、このため1つの
スピーカでは各観測点の騒音をキャンセルできず、スピ
ーカも複数存在する。図6は騒音源がK個、スピーカが
M個、観測点がL箇所の場合における従来の騒音キャン
セル装置の構成図である。21は各観測点における騒音
をキャンセルするように動作する騒音キャンセルコント
ローラ、22は各騒音源(図示せず)から各観測点まで
騒音が伝搬する系を表現した一次音仮想伝搬系(騒音伝
搬系)、23はスピーカ(図示せず)の特性を含め、各
スピーカから各観測点までのキャンセル音が伝搬する系
を表現する二次音伝搬系(キャンセル音伝搬系)、24
は各観測点におけるマイクの機能を表現する信号合成部
で、加算部241〜241′は第1観測点におけるマイク
に相当し、加算部242〜242′は第2観測点における
マイクに相当し、・・・加算部24L〜24L′は第L観
測点におけるマイクに相当する。dd1n〜ddLnは各観測
点におけるキャンセル対象でない外部雑音である。尚、
DAコンバ−タ、ADコンバータ等は省略している。
【0008】騒音キャンセルコントローラ21におい
て、21aは各騒音源から発生する騒音に応じた参照信
号xa1n〜xaKn(図示しない参照信号発生部から出力さ
れる)が入力され、騒音キャンセル信号ya1n〜yaMnを
各スピーカに入力する多入力−多出力適応フィルタ(以
後単に適応フィルタと言う)、21bは二次音伝搬系2
3の伝達関数マトリックスの各要素(伝搬要素)を用い
て作成したフィルタードX信号作成用のフィルタであ
り、騒音源から発生する騒音に応じた参照信号xa1 n〜
xaKnを入力されるもの、21cは各観測点におけるエ
ラー信号e1n〜eLnとフィルタ21bから出力されるフ
ィルタードX信号r111n〜rLMKnを入力され、これら信
号を用いて各観測点における騒音をキャンセルするよう
に適応信号処理を行って適応フィルタ21aの係数を決
定する適応信号処理部である。
て、21aは各騒音源から発生する騒音に応じた参照信
号xa1n〜xaKn(図示しない参照信号発生部から出力さ
れる)が入力され、騒音キャンセル信号ya1n〜yaMnを
各スピーカに入力する多入力−多出力適応フィルタ(以
後単に適応フィルタと言う)、21bは二次音伝搬系2
3の伝達関数マトリックスの各要素(伝搬要素)を用い
て作成したフィルタードX信号作成用のフィルタであ
り、騒音源から発生する騒音に応じた参照信号xa1 n〜
xaKnを入力されるもの、21cは各観測点におけるエ
ラー信号e1n〜eLnとフィルタ21bから出力されるフ
ィルタードX信号r111n〜rLMKnを入力され、これら信
号を用いて各観測点における騒音をキャンセルするよう
に適応信号処理を行って適応フィルタ21aの係数を決
定する適応信号処理部である。
【0009】図7は一次音仮想伝搬系22の説明図であ
り、図7(a)に示すようにK個の各騒音源NG1〜NGK
から発生する騒音は所定の周波数・位相特性を有する一
次音伝搬系22を伝搬して各観測点に設けたマイク(M
IC1〜MICL)に到達する。従って、第i番目の騒音
源NGiからの騒音が第j番目のマイクMICjに到る伝
搬系の伝達特性をHjiとすると、一次音仮想伝搬系22
は図7(b)に示すように表現され、その伝達関数マトリ
ックス(H)は以下のようになる。
り、図7(a)に示すようにK個の各騒音源NG1〜NGK
から発生する騒音は所定の周波数・位相特性を有する一
次音伝搬系22を伝搬して各観測点に設けたマイク(M
IC1〜MICL)に到達する。従って、第i番目の騒音
源NGiからの騒音が第j番目のマイクMICjに到る伝
搬系の伝達特性をHjiとすると、一次音仮想伝搬系22
は図7(b)に示すように表現され、その伝達関数マトリ
ックス(H)は以下のようになる。
【0010】
【数1】
【0011】伝達関数マトリックス(H)の各要素Hijは
図8に示すFIR型デジタルフィルタによりモデル化さ
れる。すなわち、入力信号を順次1サンプリング時間遅
延する遅延要素DLと、各遅延要素出力に係数h0,
h1,h2,・・・を乗算する乗算部MLと、乗算部出力
を加算する加算部ADより成るデジタルフィルタでモデ
ル化される。図9は二次音伝搬系23の説明図であり、
図9(a)に示すように各スピーカSP1〜SPMから発生
する騒音キャンセル音は所定の周波数・位相特性を有す
る二次音伝搬系23を伝搬して各観測点に設けたマイク
MIC1〜MICLに到達する。従って、第i番目の騒音
キャンセル信号yainに基づくキャンセル音が第j番目
のマイクMICjに到る二次音伝搬系の伝達特性をCji
とすると、二次音伝搬系23は図9(b)に示すようにモ
デル化され、その伝達関数マトリックス(C)は以下のよ
うになる。
図8に示すFIR型デジタルフィルタによりモデル化さ
れる。すなわち、入力信号を順次1サンプリング時間遅
延する遅延要素DLと、各遅延要素出力に係数h0,
h1,h2,・・・を乗算する乗算部MLと、乗算部出力
を加算する加算部ADより成るデジタルフィルタでモデ
ル化される。図9は二次音伝搬系23の説明図であり、
図9(a)に示すように各スピーカSP1〜SPMから発生
する騒音キャンセル音は所定の周波数・位相特性を有す
る二次音伝搬系23を伝搬して各観測点に設けたマイク
MIC1〜MICLに到達する。従って、第i番目の騒音
キャンセル信号yainに基づくキャンセル音が第j番目
のマイクMICjに到る二次音伝搬系の伝達特性をCji
とすると、二次音伝搬系23は図9(b)に示すようにモ
デル化され、その伝達関数マトリックス(C)は以下のよ
うになる。
【0012】
【数2】
【0013】伝達関数マトリックス(C)の各要素は一次
音仮想伝搬系22の場合と同様に、図8に示すFIR型
デジタルフィルタによりモデル化される。すなわち、入
力信号を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL
と、各遅延要素出力に係数c 0,c1,c2,・・・を乗
算する乗算部MLと、各乗算部出力を加算する加算部A
Dより成るデジタルフィルタでモデル化される。図10
は二次音伝搬系23の伝達関数マトリックス(C)の各要
素Cijを用いて作成したフィルタードX信号作成用のフ
ィルタ21bの構成図である。適応信号処理部21cは
参照信号xa1n〜xaKnと、各観測点における騒音とキャ
ンセル音との合成信号(エラー信号)e1n〜eLnとに基
づいて適応信号処理を実行して適応フィルタの係数を更
新し、適応フィルタ21aは参照信号xa1n〜xaKnを入
力されて騒音キャンセル信号ya1n〜yaMnを発生してス
ピーカに入力し、各観測点の騒音をキャンセルする。
音仮想伝搬系22の場合と同様に、図8に示すFIR型
デジタルフィルタによりモデル化される。すなわち、入
力信号を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL
と、各遅延要素出力に係数c 0,c1,c2,・・・を乗
算する乗算部MLと、各乗算部出力を加算する加算部A
Dより成るデジタルフィルタでモデル化される。図10
は二次音伝搬系23の伝達関数マトリックス(C)の各要
素Cijを用いて作成したフィルタードX信号作成用のフ
ィルタ21bの構成図である。適応信号処理部21cは
参照信号xa1n〜xaKnと、各観測点における騒音とキャ
ンセル音との合成信号(エラー信号)e1n〜eLnとに基
づいて適応信号処理を実行して適応フィルタの係数を更
新し、適応フィルタ21aは参照信号xa1n〜xaKnを入
力されて騒音キャンセル信号ya1n〜yaMnを発生してス
ピーカに入力し、各観測点の騒音をキャンセルする。
【0014】ところで、適応フィルタ21aから出力さ
れる騒音キャンセル信号ya1n〜ya Mnは観測点にそのま
ま到達するのでなく、二次音伝搬系23の周波数・位相
特性の影響を受けて到達する。このため、適応信号処理
部21cは、参照信号xa1n〜xaKnをそのまま使用せ
ず、参照信号に二次音伝搬系23の特性を付加した信号
を用いるフィルタードX LMS(MEFX LMS)ア
ルゴリズムを採用し、より高度な騒音キャンセル制御を
行っている。すなわち、フィルタードX LMSアルゴ
リズムでは、参照信号xa1n〜xaKnをフィルタ21bに
よりフィルタリングした信号(フィルタードX信号)と
各観測点におけるエラー信号とを用いて適応フィルタ2
1aの係数更新を行う。
れる騒音キャンセル信号ya1n〜ya Mnは観測点にそのま
ま到達するのでなく、二次音伝搬系23の周波数・位相
特性の影響を受けて到達する。このため、適応信号処理
部21cは、参照信号xa1n〜xaKnをそのまま使用せ
ず、参照信号に二次音伝搬系23の特性を付加した信号
を用いるフィルタードX LMS(MEFX LMS)ア
ルゴリズムを採用し、より高度な騒音キャンセル制御を
行っている。すなわち、フィルタードX LMSアルゴ
リズムでは、参照信号xa1n〜xaKnをフィルタ21bに
よりフィルタリングした信号(フィルタードX信号)と
各観測点におけるエラー信号とを用いて適応フィルタ2
1aの係数更新を行う。
【0015】図10において、Cijは二次音伝搬系23
における伝達関数マトリックス(C)の各要素Cij(図
9参照)を実現するFIR型デジタルフィルタである。
フィルタ21bは各参照信号xa1n〜xaKnに全ての伝搬
要素を作用させて(全ての伝搬要素に対応するフィルタ
を通過させて)フィルタードX信号r111n〜rLMKnを出
力するようになっている。すなわち、参照信号xa1nに
第1番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素C11〜
CL1を作用させてフィルタードX信号r111n〜rL11nを
出力し、参照信号xa1nに第2番目のスピーカから全観
測点までの伝搬要素C12〜CL2を作用させてフィルター
ドX信号r121n〜rL21nを出力し、・・・参照信号x
a1nに第M番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素
C1M〜CLMを作用させてフィルタードX信号r1M1n〜r
LM1nを出力し、以下同様に、参照信号xa2n〜xaKnに全
ての伝搬要素を作用させる。尚、 R11=(r111n,r211n,・・・rL11n) R21=(r121n,r221n,・・・rL21n) ・・・ RM1=(r1M1n,r2M1n,・・・rLM1n) ・・・ RMK=(r1MKn,r2MKn,・・・rLMKn) と表現する。
における伝達関数マトリックス(C)の各要素Cij(図
9参照)を実現するFIR型デジタルフィルタである。
フィルタ21bは各参照信号xa1n〜xaKnに全ての伝搬
要素を作用させて(全ての伝搬要素に対応するフィルタ
を通過させて)フィルタードX信号r111n〜rLMKnを出
力するようになっている。すなわち、参照信号xa1nに
第1番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素C11〜
CL1を作用させてフィルタードX信号r111n〜rL11nを
出力し、参照信号xa1nに第2番目のスピーカから全観
測点までの伝搬要素C12〜CL2を作用させてフィルター
ドX信号r121n〜rL21nを出力し、・・・参照信号x
a1nに第M番目のスピーカから全観測点までの伝搬要素
C1M〜CLMを作用させてフィルタードX信号r1M1n〜r
LM1nを出力し、以下同様に、参照信号xa2n〜xaKnに全
ての伝搬要素を作用させる。尚、 R11=(r111n,r211n,・・・rL11n) R21=(r121n,r221n,・・・rL21n) ・・・ RM1=(r1M1n,r2M1n,・・・rLM1n) ・・・ RMK=(r1MKn,r2MKn,・・・rLMKn) と表現する。
【0016】図11は多入力−多出力の適応フィルタ2
1aの構成図であり、一次音仮想伝搬系22や二次音伝
搬系23と同様の構造を有している。A11n〜AMKnはF
IR型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号
を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL1、D
l2・・と、各遅延要素出力に係数a0,a1,a2・・
を乗算する乗算部ML1,ML2,ML3・・と、各乗
算部出力を加算する加算部AD1,AD2・・で実現さ
れる。尚、遅延段数は2段に限らない。各参照信号x
a1n〜xaKnをデジタルフィルタA11n〜A1Knに入力して
加算することにより第1番目のスピーカに入力する騒音
キャンセル信号ya1nが得られ、各参照信号xa1n〜x
aKnをデジタルフィルタA21n〜A2Knに入力して加算す
ることにより第2番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ya2nが得られ、・・・・各参照信号xa1n〜x
aKnをデジタルフィルタAM1n〜AMKnに入力して加算す
ることにより第M番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号yaMnが得られる。
1aの構成図であり、一次音仮想伝搬系22や二次音伝
搬系23と同様の構造を有している。A11n〜AMKnはF
IR型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号
を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL1、D
l2・・と、各遅延要素出力に係数a0,a1,a2・・
を乗算する乗算部ML1,ML2,ML3・・と、各乗
算部出力を加算する加算部AD1,AD2・・で実現さ
れる。尚、遅延段数は2段に限らない。各参照信号x
a1n〜xaKnをデジタルフィルタA11n〜A1Knに入力して
加算することにより第1番目のスピーカに入力する騒音
キャンセル信号ya1nが得られ、各参照信号xa1n〜x
aKnをデジタルフィルタA21n〜A2Knに入力して加算す
ることにより第2番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号ya2nが得られ、・・・・各参照信号xa1n〜x
aKnをデジタルフィルタAM1n〜AMKnに入力して加算す
ることにより第M番目のスピーカに入力する騒音キャン
セル信号yaMnが得られる。
【0017】適応フィルタ21aにおける各FIR型デ
ジタルフィルタA11n〜AMKnを3個の係数(2段遅延)
で構成する時、適応信号処理部21cは各FIR型デジ
タルフィルタA11n〜AMKnの3つの係数毎に適応信号処
理を行って係数値を決定する。すなわち、1つのFIR
型デジタルフィルタAijの係数a0,a1,a2について
次式の演算を行って係数a0,a1,a2を決定する。
ジタルフィルタA11n〜AMKnを3個の係数(2段遅延)
で構成する時、適応信号処理部21cは各FIR型デジ
タルフィルタA11n〜AMKnの3つの係数毎に適応信号処
理を行って係数値を決定する。すなわち、1つのFIR
型デジタルフィルタAijの係数a0,a1,a2について
次式の演算を行って係数a0,a1,a2を決定する。
【0018】
【数3】
【0019】(1)式において、(n)は現サンプリング時刻
の値、(n-1)は1サンプリング時刻前の値、(n-2)は2サ
ンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプリ
ング時刻までの値を意味している。従って、Rij(n-2)は
2サンプリング時刻前の参照信号に応じたフィルタ21
bの出力を意味し、Rij(n-1)は1サンプリング時刻前の
参照信号に応じたフィルタ出力であり、Rij(n)は現時刻
の参照信号に応じたフィルタ出力である。又、μは1以
下の定数(ステップサイズパラメータ)、enはL個の
各観測点における騒音とキャンセル音の合成信号であ
る。
の値、(n-1)は1サンプリング時刻前の値、(n-2)は2サ
ンプリング時刻前の値、(n+1)は現時刻から次サンプリ
ング時刻までの値を意味している。従って、Rij(n-2)は
2サンプリング時刻前の参照信号に応じたフィルタ21
bの出力を意味し、Rij(n-1)は1サンプリング時刻前の
参照信号に応じたフィルタ出力であり、Rij(n)は現時刻
の参照信号に応じたフィルタ出力である。又、μは1以
下の定数(ステップサイズパラメータ)、enはL個の
各観測点における騒音とキャンセル音の合成信号であ
る。
【0020】かかる騒音キャンセル装置によれば、適応
信号処理部21cはフィルタ21bの出力であるフィル
タードX信号r111n〜rLMKnと、各観測点における騒音
とキャンセル音との合成音信号(エラー信号)e1n〜e
Lnとに基づいて適応信号処理を実行して適応フィルタ2
1aを構成する各FIR型デジタルフィルタA11n〜A
MKnの係数を決定し、適応フィルタ21aは参照信号x
a1n〜xaKnを入力されて騒音キャンセル信号ya1n〜y
aMnを発生してスピーカSP1〜SPM(図9)に入力
し、各スピーカはキャンセル音を発生して各観測点の騒
音をキャンセルするように作用する。
信号処理部21cはフィルタ21bの出力であるフィル
タードX信号r111n〜rLMKnと、各観測点における騒音
とキャンセル音との合成音信号(エラー信号)e1n〜e
Lnとに基づいて適応信号処理を実行して適応フィルタ2
1aを構成する各FIR型デジタルフィルタA11n〜A
MKnの係数を決定し、適応フィルタ21aは参照信号x
a1n〜xaKnを入力されて騒音キャンセル信号ya1n〜y
aMnを発生してスピーカSP1〜SPM(図9)に入力
し、各スピーカはキャンセル音を発生して各観測点の騒
音をキャンセルするように作用する。
【0021】図12は騒音源数K=2、スピーカ数M=
2、観測点数(マイク数)L=2の場合の具体的な従来
の騒音キャンセル装置の構成図であり、21aは4つの
FIR型デジタルフィルタA11,A21,A12,A22で構
成された適応フィルタ、21bは二次音伝搬系の伝達関
数マトリックス(C)の各伝搬要素C11,C21,C12,
C22をデジタルフィルタで構成したフィルタードX信号
作成用フィルタ、21c-1〜21c-4は適応信号処理部(ME
FX LMSアルゴリズム)、SP1,SP2はスピー
カ、MC1,MC2は観測点に設置されたマイクである。
2、観測点数(マイク数)L=2の場合の具体的な従来
の騒音キャンセル装置の構成図であり、21aは4つの
FIR型デジタルフィルタA11,A21,A12,A22で構
成された適応フィルタ、21bは二次音伝搬系の伝達関
数マトリックス(C)の各伝搬要素C11,C21,C12,
C22をデジタルフィルタで構成したフィルタードX信号
作成用フィルタ、21c-1〜21c-4は適応信号処理部(ME
FX LMSアルゴリズム)、SP1,SP2はスピー
カ、MC1,MC2は観測点に設置されたマイクである。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】スピーカの周波数特性
はフラットにならず周波数に応じて変化する特性になっ
ている。図13はスピーカの周波数特性図であり、低域
の或る周波数までは周波数に応じて略直線的に変化し、
それ以降の周波数では略フラットになっている。ところ
で、騒音キャンセルコントローラはスピーカの周波数特
性が全域でフラットであるとして適応信号処理を行なっ
て騒音キャンセル信号を出力する。しかし、スピーカは
実際に図13に示す周波数特性を有する。このため、ス
ピ−カは低域において騒音キャンセルコントローラが指
示するようにキャンセル音を出せず、適応フィルタが出
力した信号とは全く違った周波数成分を持つ信号(ノイ
ズ)を出力するようになる。このため、エラーマイクに
より検出されるエラー信号は、小さくならず、騒音キャ
ンセルコントローラは、これをキャンセルしようとさら
に大きな信号を出力する。以後、これらの動作が繰り返
されてスピーカから出力されるノイズが非常に大きくな
る。図14は従来の騒音キャンセル効果の説明図であ
る。横軸はエンジン回転数rpm(騒音周波数Hz)、縦軸は
音圧レベル(dB)であり、51は騒音キャンセルしない
場合の観測点における騒音音圧レベル曲線、52は騒音
キャンセルした場合の観測点における騒音音圧レベル曲
線、NCは騒音がキャンセルされて減小する減音領域、
NGは騒音が増加する増音領域である。回転数rL(騒
音周波数fL)以上の減音領域NCでは斜線で示す騒音
キャンセル効果が得られている。しかし、回転数r
L(騒音周波数fL)以下である低周波の増音領域では騒
音はキャンセルされず、騒音キャンセル制御により出力
されるキャンセル音が新たなノイズとなって、かえって
騒音が増加している。以上から、本発明の目的はスピ−
カの周波数特性の低域における劣化に起因するノイズの
発生を防止できる騒音キャンセル装置を提供することで
ある。
はフラットにならず周波数に応じて変化する特性になっ
ている。図13はスピーカの周波数特性図であり、低域
の或る周波数までは周波数に応じて略直線的に変化し、
それ以降の周波数では略フラットになっている。ところ
で、騒音キャンセルコントローラはスピーカの周波数特
性が全域でフラットであるとして適応信号処理を行なっ
て騒音キャンセル信号を出力する。しかし、スピーカは
実際に図13に示す周波数特性を有する。このため、ス
ピ−カは低域において騒音キャンセルコントローラが指
示するようにキャンセル音を出せず、適応フィルタが出
力した信号とは全く違った周波数成分を持つ信号(ノイ
ズ)を出力するようになる。このため、エラーマイクに
より検出されるエラー信号は、小さくならず、騒音キャ
ンセルコントローラは、これをキャンセルしようとさら
に大きな信号を出力する。以後、これらの動作が繰り返
されてスピーカから出力されるノイズが非常に大きくな
る。図14は従来の騒音キャンセル効果の説明図であ
る。横軸はエンジン回転数rpm(騒音周波数Hz)、縦軸は
音圧レベル(dB)であり、51は騒音キャンセルしない
場合の観測点における騒音音圧レベル曲線、52は騒音
キャンセルした場合の観測点における騒音音圧レベル曲
線、NCは騒音がキャンセルされて減小する減音領域、
NGは騒音が増加する増音領域である。回転数rL(騒
音周波数fL)以上の減音領域NCでは斜線で示す騒音
キャンセル効果が得られている。しかし、回転数r
L(騒音周波数fL)以下である低周波の増音領域では騒
音はキャンセルされず、騒音キャンセル制御により出力
されるキャンセル音が新たなノイズとなって、かえって
騒音が増加している。以上から、本発明の目的はスピ−
カの周波数特性の低域における劣化に起因するノイズの
発生を防止できる騒音キャンセル装置を提供することで
ある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、キャンセル音発生源(スピーカ)と、騒音キャンセ
ル点における騒音とキャンセル音との合成音を検出する
センサ(マイク)と、騒音キャンセル点における合成音
信号と参照信号を用いて騒音キャンセル点における騒音
をキャンセルするように適応信号処理を行って騒音キャ
ンセル信号を出力する騒音キャンセルコントローラと、
キャンセル音発生源の前段あるいは参照信号発生部の後
段に設けられ、キャンセル音発生源と略同等の周波数特
性を備えたスピーカ特性模擬フィルタとにより達成され
る。
ば、キャンセル音発生源(スピーカ)と、騒音キャンセ
ル点における騒音とキャンセル音との合成音を検出する
センサ(マイク)と、騒音キャンセル点における合成音
信号と参照信号を用いて騒音キャンセル点における騒音
をキャンセルするように適応信号処理を行って騒音キャ
ンセル信号を出力する騒音キャンセルコントローラと、
キャンセル音発生源の前段あるいは参照信号発生部の後
段に設けられ、キャンセル音発生源と略同等の周波数特
性を備えたスピーカ特性模擬フィルタとにより達成され
る。
【0024】
【作用】第1の本発明においては、騒音キャンセル点に
おける騒音をキャンセルするためにスピーカよりキャン
セル音を出力し、騒音キャンセル点における騒音とキャ
ンセル音との合成音をマイクにより検出する。騒音キャ
ンセルコントローラは騒音キャンセル点における合成音
信号(エラー信号)と騒音に応じた信号を用いて騒音キ
ャンセル点における騒音をキャンセルするように適応信
号処理を行って適応フィルタの係数を決定し、適応フィ
ルタは該係数に応じたフィルタ処理を参照信号に施して
騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャンセル信号を
スピーカ特性模擬フィルタを介してスピーカに入力す
る。スピーカ特性模擬フィルタはスピーカと略同等の周
波数特性を備えているから、適応フィルタから出力され
る低域成分が大きくなっても低域成分の通過をその特性
に応じて阻止し、ノイズがスピーカから発生することは
ない。すなわち、スピーカ特性模擬フィルタを騒音キャ
ンセルコントローラに含めると、騒音キャンセルコント
ローラはスピーカの周波数特性を考慮した騒音キャンセ
ル信号を発生するため、低域成分が大きくなってノイズ
が発生することがない。
おける騒音をキャンセルするためにスピーカよりキャン
セル音を出力し、騒音キャンセル点における騒音とキャ
ンセル音との合成音をマイクにより検出する。騒音キャ
ンセルコントローラは騒音キャンセル点における合成音
信号(エラー信号)と騒音に応じた信号を用いて騒音キ
ャンセル点における騒音をキャンセルするように適応信
号処理を行って適応フィルタの係数を決定し、適応フィ
ルタは該係数に応じたフィルタ処理を参照信号に施して
騒音キャンセル信号を発生し、該騒音キャンセル信号を
スピーカ特性模擬フィルタを介してスピーカに入力す
る。スピーカ特性模擬フィルタはスピーカと略同等の周
波数特性を備えているから、適応フィルタから出力され
る低域成分が大きくなっても低域成分の通過をその特性
に応じて阻止し、ノイズがスピーカから発生することは
ない。すなわち、スピーカ特性模擬フィルタを騒音キャ
ンセルコントローラに含めると、騒音キャンセルコント
ローラはスピーカの周波数特性を考慮した騒音キャンセ
ル信号を発生するため、低域成分が大きくなってノイズ
が発生することがない。
【0025】第2の本発明においては、騒音キャンセル
点における騒音をキャンセルするためにスピーカよりキ
ャンセル音を出力し、騒音キャンセル点における騒音と
キャンセル音との合成音をマイクにより検出して騒音キ
ャンセルコントローラに入力すると共に、参照信号をス
ピーカ特性模擬フィルタを介して(参照信号にスピーカ
の周波数特性を付加して)騒音キャンセルコントローラ
に入力する。騒音キャンセルコントローラは騒音キャン
セル点における合成音信号とスピーカ特性模擬フィルタ
を通過した参照信号を用いて騒音キャンセル点における
騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適応
フィルタの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理をスピーカ特性模擬フィルタの出力信号
に施して騒音キャンセル信号を発生してスピーカに入力
する。騒音キャンセルコントローラの適応フィルタに入
力される参照信号はスピーカ特性模擬フィルタにより低
域を抑えられているため、騒音キャンセル信号の低域成
分が大きくなることがなく、このためノイズがスピーカ
から発生することはない。
点における騒音をキャンセルするためにスピーカよりキ
ャンセル音を出力し、騒音キャンセル点における騒音と
キャンセル音との合成音をマイクにより検出して騒音キ
ャンセルコントローラに入力すると共に、参照信号をス
ピーカ特性模擬フィルタを介して(参照信号にスピーカ
の周波数特性を付加して)騒音キャンセルコントローラ
に入力する。騒音キャンセルコントローラは騒音キャン
セル点における合成音信号とスピーカ特性模擬フィルタ
を通過した参照信号を用いて騒音キャンセル点における
騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適応
フィルタの係数を決定し、適応フィルタは該係数に応じ
たフィルタ処理をスピーカ特性模擬フィルタの出力信号
に施して騒音キャンセル信号を発生してスピーカに入力
する。騒音キャンセルコントローラの適応フィルタに入
力される参照信号はスピーカ特性模擬フィルタにより低
域を抑えられているため、騒音キャンセル信号の低域成
分が大きくなることがなく、このためノイズがスピーカ
から発生することはない。
【0026】
(a) 本発明の第1の実施例全体の構成 図1は本発明の実施例である騒音キャンセル装置の第1
の実施例構成図であり、図4の従来装置と同一機能部分
には同一符号を付している。図中、11は騒音源である
エンジン、12はエンジン回転数Rを検出する回転数セ
ンサ、13はエンジン回転数Rに応じた周波数を有する
一定振幅の正弦波信号を参照信号SNとして発生する参
照信号発生部である。騒音源がエンジンの場合、エンジ
ン回転により発生するノイズは周期性を有し(周期性ノ
イズ)、騒音周波数はエンジン回転数に依存する。従っ
て、参照信号発生部13は、正弦波データをROMに記
憶しておき、そのデータを必要に応じて読み出して出力
することにより、参照信号を生成する。尚、このデータ
の読み出し/出力タイミングは、エンジン回転数Rに応
じてコントロールされ、エンジン回転数Rに応じて発生
する周期性ノイズの周波数を有する参照信号が生成され
るようになっている。
の実施例構成図であり、図4の従来装置と同一機能部分
には同一符号を付している。図中、11は騒音源である
エンジン、12はエンジン回転数Rを検出する回転数セ
ンサ、13はエンジン回転数Rに応じた周波数を有する
一定振幅の正弦波信号を参照信号SNとして発生する参
照信号発生部である。騒音源がエンジンの場合、エンジ
ン回転により発生するノイズは周期性を有し(周期性ノ
イズ)、騒音周波数はエンジン回転数に依存する。従っ
て、参照信号発生部13は、正弦波データをROMに記
憶しておき、そのデータを必要に応じて読み出して出力
することにより、参照信号を生成する。尚、このデータ
の読み出し/出力タイミングは、エンジン回転数Rに応
じてコントロールされ、エンジン回転数Rに応じて発生
する周期性ノイズの周波数を有する参照信号が生成され
るようになっている。
【0027】14は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部13から発生する参照信号SNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置(観測点
であり例えば運転者の耳元近傍)における騒音Snとキ
ャンセル音Scの合成音信号をエラ−信号Erとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号NcD′を出力する。15は騒
音キャンセル信号をアナログの騒音キャンセル信号NcA
に変換するDAコンバータ、16は騒音キャンセル信号
NcAを増幅するパワ−アンプ、17は騒音キャンセル音
Scを放射するキャンセルスピ−カ、18は騒音キャン
セル点に配置され、騒音Snとキャンセル音Scの合成音
を検出し、合成音信号をエラ−信号Erとして出力する
エラ−マイク,19はエラー信号Erをデジタルに変換
するADコンバータ、20はスピーカから騒音キャンセ
ル点までキャンセル音が伝搬するキャンセル音伝搬系
(二次音伝搬系)である。尚、図1では説明を簡単にす
るために、騒音源、スピーカ、エラーマイクが1個の場
合を示しているが本発明はかかる場合に限らず、複数の
騒音源、複数のスピーカ、複数のエラーマイクが設けら
れる場合にも適用できるものである。
り、参照信号発生部13から発生する参照信号SNを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル位置(観測点
であり例えば運転者の耳元近傍)における騒音Snとキ
ャンセル音Scの合成音信号をエラ−信号Erとして入力
され、該エラ−信号が最小となるように適応信号処理を
行って騒音キャンセル信号NcD′を出力する。15は騒
音キャンセル信号をアナログの騒音キャンセル信号NcA
に変換するDAコンバータ、16は騒音キャンセル信号
NcAを増幅するパワ−アンプ、17は騒音キャンセル音
Scを放射するキャンセルスピ−カ、18は騒音キャン
セル点に配置され、騒音Snとキャンセル音Scの合成音
を検出し、合成音信号をエラ−信号Erとして出力する
エラ−マイク,19はエラー信号Erをデジタルに変換
するADコンバータ、20はスピーカから騒音キャンセ
ル点までキャンセル音が伝搬するキャンセル音伝搬系
(二次音伝搬系)である。尚、図1では説明を簡単にす
るために、騒音源、スピーカ、エラーマイクが1個の場
合を示しているが本発明はかかる場合に限らず、複数の
騒音源、複数のスピーカ、複数のエラーマイクが設けら
れる場合にも適用できるものである。
【0028】騒音キャンセルコントローラ 騒音キャンセルコントローラ14はDSP(デジタル・
シグナル・プロセッサ)により構成されており、適応信
号処理部14aと、デジタルフィルタ構成の適応フィル
タ14bと、適応信号処理に用いるフィルタードX信号
作成用のフィルタ(フィルタードX信号作成用フィル
タ)14cと、スピーカの周波数特性を模擬したスピー
カ特性模擬フィルタ14dを備えている。このスピーカ
特性模擬フィルタ14dはデジタル的にスピーカ17の
周波数特性(図13)と同等の特性を適応フィルタ14
b出力に付与するように構成されている。
シグナル・プロセッサ)により構成されており、適応信
号処理部14aと、デジタルフィルタ構成の適応フィル
タ14bと、適応信号処理に用いるフィルタードX信号
作成用のフィルタ(フィルタードX信号作成用フィル
タ)14cと、スピーカの周波数特性を模擬したスピー
カ特性模擬フィルタ14dを備えている。このスピーカ
特性模擬フィルタ14dはデジタル的にスピーカ17の
周波数特性(図13)と同等の特性を適応フィルタ14
b出力に付与するように構成されている。
【0029】適応信号処理部14aは騒音キャンセル点
におけるエラー信号ErとフィルタードX信号作成用フ
ィルタ14cを介して入力されるフィルタードX信号S
N′を入力され、これら信号を用いて(1)式に従って騒音
キャンセル点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行い、適応フィルタ14bの係数を決定す
る。すなわち、適応信号処理部14aは周知のLMS(L
east Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−
マイク18から入力されたエラ−信号Erが最小となる
ように適応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィ
ルタ14bは適応信号処理部14aにより決定された係
数に従って参照信号SNにデジタルフィルタ処理を施し
て騒音キャンセル信号NCDを出力する。
におけるエラー信号ErとフィルタードX信号作成用フ
ィルタ14cを介して入力されるフィルタードX信号S
N′を入力され、これら信号を用いて(1)式に従って騒音
キャンセル点における騒音をキャンセルするように適応
信号処理を行い、適応フィルタ14bの係数を決定す
る。すなわち、適応信号処理部14aは周知のLMS(L
east Mean Square)適応アルゴリズムに従って、エラ−
マイク18から入力されたエラ−信号Erが最小となる
ように適応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィ
ルタ14bは適応信号処理部14aにより決定された係
数に従って参照信号SNにデジタルフィルタ処理を施し
て騒音キャンセル信号NCDを出力する。
【0030】全体の動作 エンジン11が回転すると、その回転数Rは回転数セン
サ12により検出され、参照信号発生部13はエンジン
回転数Rに応じた周波数の参照信号SNを発生し、騒音
キャンセルコントローラ14に入力する。この時、エン
ジン11から発生した周期性を有するエンジン音(周期
性ノイズ)は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一
次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点
に至る。騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音
の合成音をエラーマイク17は検出し、合成音信号(エ
ラー信号)Erを適応信号処理部14aに入力する。以
上と並行してフィルタードX信号作成用フィルタ14c
は参照信号SNを入力され、LMS適応信号処理に用い
るフィルタードX信号SN′を適応信号処理部14aに
入力する。適応信号処理部14aはエラー信号Erとフ
ィルタ14cより出力されるフィルタードX信号SN′
を用いて(1)式に従ってLMS適応信号処理を行い、適
応フィルタ14bの係数を決定する。
サ12により検出され、参照信号発生部13はエンジン
回転数Rに応じた周波数の参照信号SNを発生し、騒音
キャンセルコントローラ14に入力する。この時、エン
ジン11から発生した周期性を有するエンジン音(周期
性ノイズ)は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一
次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点
に至る。騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音
の合成音をエラーマイク17は検出し、合成音信号(エ
ラー信号)Erを適応信号処理部14aに入力する。以
上と並行してフィルタードX信号作成用フィルタ14c
は参照信号SNを入力され、LMS適応信号処理に用い
るフィルタードX信号SN′を適応信号処理部14aに
入力する。適応信号処理部14aはエラー信号Erとフ
ィルタ14cより出力されるフィルタードX信号SN′
を用いて(1)式に従ってLMS適応信号処理を行い、適
応フィルタ14bの係数を決定する。
【0031】適応フィルタ14bは適応信号処理部14
aにより決定された係数に従って参照信号SNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号NcDを出力
し、スピーカ特性模擬フィルタ14dは騒音キャンセル
信号NcDにスピーカの周波数特性を付与する。DAコン
バータ15はスピーカ特性模擬フィルタ14dの出力信
号NCD′をDA変換してパワーアンプ16を介してスピ
ーカ17に入力する。これにより、スピーカ17から騒
音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系20を介して
騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルするように
作用する。以後、上記動作が繰り返されて騒音は速やか
にキャンセルされる。以上において、スピーカ特性模擬
フィルタ14dはスピーカ17と略同等の周波数特性を
備えているから、適応フィルタ14bから出力される騒
音キャンセル信号NCDはスピーカ特性が付与されて低域
成分が減衰する。このため、騒音キャンセル信号NCDの
低域成分が大きくなってノイズがスピーカから発生する
ことはない。すなわち、騒音キャンセルコントローラ1
4はスピーカ17の周波数特性を考慮した騒音キャンセ
ル信号NcD′を発生するため、適応フィルタ14bの低
域成分が大きくなってノイズが発生することはない。
aにより決定された係数に従って参照信号SNにデジタ
ルフィルタ処理を施して騒音キャンセル信号NcDを出力
し、スピーカ特性模擬フィルタ14dは騒音キャンセル
信号NcDにスピーカの周波数特性を付与する。DAコン
バータ15はスピーカ特性模擬フィルタ14dの出力信
号NCD′をDA変換してパワーアンプ16を介してスピ
ーカ17に入力する。これにより、スピーカ17から騒
音キャンセル音が出力され、二次音伝搬系20を介して
騒音キャンセル点に到り、騒音をキャンセルするように
作用する。以後、上記動作が繰り返されて騒音は速やか
にキャンセルされる。以上において、スピーカ特性模擬
フィルタ14dはスピーカ17と略同等の周波数特性を
備えているから、適応フィルタ14bから出力される騒
音キャンセル信号NCDはスピーカ特性が付与されて低域
成分が減衰する。このため、騒音キャンセル信号NCDの
低域成分が大きくなってノイズがスピーカから発生する
ことはない。すなわち、騒音キャンセルコントローラ1
4はスピーカ17の周波数特性を考慮した騒音キャンセ
ル信号NcD′を発生するため、適応フィルタ14bの低
域成分が大きくなってノイズが発生することはない。
【0032】(b) 本発明の第2の実施例 図2は本発明の別の実施例構成図であり、第1の実施例
と同一部分には同一符号を付している。第2の実施例が
第1の実施例と異なる点は、スピーカ17の周波数特性
を模擬するスピーカ特性模擬フィルタを騒音キャンセル
コントローラ14の外に出してアナログ構成とした点で
ある。すなわち、スピーカの周波数特性を模擬するアナ
ログ構成のスピーカ特性模擬フィルタ21をDAコンバ
−タ15の後段に設けており、他は第1の実施例と同様
である。かかる構成において、スピーカ特性模擬フィル
タ21を騒音キャンセルコントローラに含めて考えると
第1の実施例と同様に、騒音キャンセルコントローラは
スピーカの周波数特性を考慮した騒音キャンセル信号を
発生するため、低域成分が大きくなることがなく、ノイ
ズは発生しない。
と同一部分には同一符号を付している。第2の実施例が
第1の実施例と異なる点は、スピーカ17の周波数特性
を模擬するスピーカ特性模擬フィルタを騒音キャンセル
コントローラ14の外に出してアナログ構成とした点で
ある。すなわち、スピーカの周波数特性を模擬するアナ
ログ構成のスピーカ特性模擬フィルタ21をDAコンバ
−タ15の後段に設けており、他は第1の実施例と同様
である。かかる構成において、スピーカ特性模擬フィル
タ21を騒音キャンセルコントローラに含めて考えると
第1の実施例と同様に、騒音キャンセルコントローラは
スピーカの周波数特性を考慮した騒音キャンセル信号を
発生するため、低域成分が大きくなることがなく、ノイ
ズは発生しない。
【0033】(c) 本発明の第3の実施例 図3は本発明の第3の実施例構成図であり、第1の実施
例と同一部分には同一符号を付している。第3の実施例
が第1の実施例と異なる点は、スピーカ17の周波数特
性を模擬するスピーカ特性模擬フィルタ14d′を参照
信号発生部13の後段であって適応フィルタ14bとフ
ィルタードX信号作成用フィルタ14cの前段に設けた
点である。
例と同一部分には同一符号を付している。第3の実施例
が第1の実施例と異なる点は、スピーカ17の周波数特
性を模擬するスピーカ特性模擬フィルタ14d′を参照
信号発生部13の後段であって適応フィルタ14bとフ
ィルタードX信号作成用フィルタ14cの前段に設けた
点である。
【0034】第3の実施例においては、騒音キャンセル
点における騒音をキャンセルするためにスピーカ17よ
りキャンセル音を出力し、騒音キャンセル点における騒
音とキャンセル音との合成音をマイク18により検出し
て騒音キャンセルコントローラ14に入力する。又、参
照信号SNをスピーカ特性模擬フィルタ14d′を介し
て(参照信号SNにスピーカの周波数特性を付加し
て)、適応フィルタ14bとフィルタードX信号作成用
フィルタ14cに入力する。適応信号処理部14aは、
騒音キャンセル点における合成音信号Erとフィルター
ドX信号作成用フィルタ14cの出力信号SN′を用い
て騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適
応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィルタ14
bは該係数に応じたフィルタ処理をスピーカ特性模擬フ
ィルタ14d′の出力信号に施して騒音キャンセル信号
NCDを発生してDAコンバ−タ15を介してスピーカ1
7に入力する。これにより、スピーカ17から騒音キャ
ンセル音が出力され、二次音伝搬系20を介して騒音キ
ャンセル点に到り、騒音をキャンセルするように作用す
る。以後、上記動作が繰り返されて騒音は速やかにキャ
ンセルされる。適応フィルタ14bとフィルタードX信
号作成用フィルタ14cに入力される参照信号SN″に
は、スピーカ特性模擬フィルタ14d′においてスピー
カ17の周波数特性が付与されているため低域が抑えら
れ、このため騒音キャンセル信号NCDの低域成分が大き
くなることがなく、ノイズがスピーカから発生すること
はない。
点における騒音をキャンセルするためにスピーカ17よ
りキャンセル音を出力し、騒音キャンセル点における騒
音とキャンセル音との合成音をマイク18により検出し
て騒音キャンセルコントローラ14に入力する。又、参
照信号SNをスピーカ特性模擬フィルタ14d′を介し
て(参照信号SNにスピーカの周波数特性を付加し
て)、適応フィルタ14bとフィルタードX信号作成用
フィルタ14cに入力する。適応信号処理部14aは、
騒音キャンセル点における合成音信号Erとフィルター
ドX信号作成用フィルタ14cの出力信号SN′を用い
て騒音をキャンセルするように適応信号処理を行って適
応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィルタ14
bは該係数に応じたフィルタ処理をスピーカ特性模擬フ
ィルタ14d′の出力信号に施して騒音キャンセル信号
NCDを発生してDAコンバ−タ15を介してスピーカ1
7に入力する。これにより、スピーカ17から騒音キャ
ンセル音が出力され、二次音伝搬系20を介して騒音キ
ャンセル点に到り、騒音をキャンセルするように作用す
る。以後、上記動作が繰り返されて騒音は速やかにキャ
ンセルされる。適応フィルタ14bとフィルタードX信
号作成用フィルタ14cに入力される参照信号SN″に
は、スピーカ特性模擬フィルタ14d′においてスピー
カ17の周波数特性が付与されているため低域が抑えら
れ、このため騒音キャンセル信号NCDの低域成分が大き
くなることがなく、ノイズがスピーカから発生すること
はない。
【0035】尚、参照信号発生部13がアナログの参照
信号SNを出力する場合にはアナログのスピーカ特性模
擬フィルタを該参照信号発生部13の後段に設け、該ス
ピーカ特性模擬フィルタ出力をADコンバータを介して
参照信号として騒音キャンセルコントローラ14に入力
するように構成することもできる。又、騒音源、スピー
カ、観測点が複数存在する場合には、スピーカと同一数
のスピーカ特性模擬フィルタを設け、それぞれに適応フ
ィルタから出力される騒音キャンセル信号を入力して対
応するスピーカに入力するように構成する。以上、本発
明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記
載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本
発明はこれらを排除するものではない。
信号SNを出力する場合にはアナログのスピーカ特性模
擬フィルタを該参照信号発生部13の後段に設け、該ス
ピーカ特性模擬フィルタ出力をADコンバータを介して
参照信号として騒音キャンセルコントローラ14に入力
するように構成することもできる。又、騒音源、スピー
カ、観測点が複数存在する場合には、スピーカと同一数
のスピーカ特性模擬フィルタを設け、それぞれに適応フ
ィルタから出力される騒音キャンセル信号を入力して対
応するスピーカに入力するように構成する。以上、本発
明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記
載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本
発明はこれらを排除するものではない。
【0036】
【発明の効果】以上本発明によれば、キャンセル音信号
を出力する適応フィルタとキャンセル音発生源であるス
ピーカの間に、スピーカの周波数特性を模擬するスピー
カ特性模擬フィルタを配置したから、適応フィルタから
出力される低域成分が大きくなっても低域成分の通過を
その特性に応じて阻止し、ノイズがスピーカから発生す
ることはない。すなわち、スピーカ特性模擬フィルタを
騒音キャンセルコントローラに含めると、騒音キャンセ
ルコントローラはスピーカの周波数特性を考慮した騒音
キャンセル信号を発生するため、低域成分が大きくなっ
てノイズが発生することがない。又、本発明によれば、
参照信号発生源の後段にスピーカの周波数特性を模擬す
るスピーカ特性模擬フィルタを配置し、該スピーカ特性
模擬フィルタを介して参照信号を騒音キャンセルコント
ローラに入力するように構成したから、騒音キャンセル
コントローラの適応フィルタに入力される参照信号は低
域を抑えられるため、騒音キャンセル信号の低域成分が
大きくなることがなく、このためノイズがスピーカから
発生することはない。
を出力する適応フィルタとキャンセル音発生源であるス
ピーカの間に、スピーカの周波数特性を模擬するスピー
カ特性模擬フィルタを配置したから、適応フィルタから
出力される低域成分が大きくなっても低域成分の通過を
その特性に応じて阻止し、ノイズがスピーカから発生す
ることはない。すなわち、スピーカ特性模擬フィルタを
騒音キャンセルコントローラに含めると、騒音キャンセ
ルコントローラはスピーカの周波数特性を考慮した騒音
キャンセル信号を発生するため、低域成分が大きくなっ
てノイズが発生することがない。又、本発明によれば、
参照信号発生源の後段にスピーカの周波数特性を模擬す
るスピーカ特性模擬フィルタを配置し、該スピーカ特性
模擬フィルタを介して参照信号を騒音キャンセルコント
ローラに入力するように構成したから、騒音キャンセル
コントローラの適応フィルタに入力される参照信号は低
域を抑えられるため、騒音キャンセル信号の低域成分が
大きくなることがなく、このためノイズがスピーカから
発生することはない。
【図1】本発明の第1の実施例構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例構成図である。
【図3】本発明の第3の実施例構成図である。
【図4】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図5】騒音キャンセル動作説明用波形図である。
【図6】騒音源、スピーカ、観測点が複数存在する場合
の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図7】一次音仮想伝搬系の説明図である。
【図8】伝達関数マトリックスの各要素を実現するデジ
タルフィルタの構成図である。
タルフィルタの構成図である。
【図9】二次音伝搬系の説明図である。
【図10】フィルタードX信号作成用フィルタの構成図
である。
である。
【図11】適応フィルタの構成図である。
【図12】騒音源、スピーカ、観測点が2個存在する場
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
合の従来の騒音キャンセル装置の構成図である。
【図13】スピーカの周波数特性図である。
【図14】従来の騒音キャンセル効果の説明図である。
13・・参照信号発生部 14・・騒音キャンセルコントローラ 14a・・適応信号処理部 14b・・適応フィルタ 14c・・フィルタードX信号作成用フィルタ 14d,14d′・・スピーカ特性模擬フィルタ 14e・・周波数特性補正部 17・・スピーカ 18・・エラーマイク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮内 邦夫 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 須藤 晶 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 騒音キャンセル点における騒音をキャン
セルするためにキャンセル音を出力するキャンセル音発
生源と、騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音
との合成音を検出するセンサと、騒音キャンセル点にお
ける合成音信号と騒音源から発生する騒音に応じた参照
信号を入力され、これら信号を用いて前記騒音キャンセ
ル点における騒音をキャンセルするように適応信号処理
を行って騒音キャンセル信号を発生してキャンセル音発
生源に入力する騒音キャンセルコントローラを備えた騒
音キャンセル装置において、 キャンセル音発生源と略同等の周波数特性を備えたフィ
ルタを、騒音キャンセルコントローラの適応フィルタと
キャンセル音発生源との間に設けたことを特徴とする騒
音キャンセル装置。 - 【請求項2】 騒音キャンセル点における騒音をキャン
セルするためにキャンセル音を出力するキャンセル音発
生源と、騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音
との合成音を検出するセンサと、騒音キャンセル点にお
ける合成音信号と騒音源から発生する騒音に応じた参照
信号を入力され、これら信号を用いて前記騒音キャンセ
ル点における騒音をキャンセルするように適応信号処理
を行って騒音キャンセル信号を発生してキャンセル音発
生源に入力する騒音キャンセルコントローラを備えた騒
音キャンセル装置において、 キャンセル音発生源と略同等の周波数特性を備えたフィ
ルタを参照信号発生部の後段に設けたことを特徴とする
騒音キャンセル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194275A JPH0635480A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 騒音キャンセル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4194275A JPH0635480A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 騒音キャンセル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0635480A true JPH0635480A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16321909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4194275A Withdrawn JPH0635480A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 騒音キャンセル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635480A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764567A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 能動騒音制御装置 |
| CN112218206A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-12 | 业泓科技(成都)有限公司 | 基于薄膜扬声器的声音控制方法、装置、设备和介质 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4194275A patent/JPH0635480A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0764567A (ja) * | 1993-08-23 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 能動騒音制御装置 |
| CN112218206A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-12 | 业泓科技(成都)有限公司 | 基于薄膜扬声器的声音控制方法、装置、设备和介质 |
| CN112218206B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-07-19 | 业泓科技(成都)有限公司 | 基于薄膜扬声器的声音控制方法、装置、设备和介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |