JPH0834647B2 - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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JPH0834647B2
JPH0834647B2 JP2151949A JP15194990A JPH0834647B2 JP H0834647 B2 JPH0834647 B2 JP H0834647B2 JP 2151949 A JP2151949 A JP 2151949A JP 15194990 A JP15194990 A JP 15194990A JP H0834647 B2 JPH0834647 B2 JP H0834647B2
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adaptive fir
noise
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音楽信号と騒音が混在する受聴室、たとえば
一般家庭のリスニングルームや自動車室内において、騒
音だけを減少させる消音装置に関する。
従来の技術 従来よりS/Nの良い室内で音楽などを楽しみたいとい
う要望が強かった。そこで、一般家庭や自動車などの室
内や騒音レベルを減少させる方法として、内装材や遮音
材を室内に装備することが行われている。また、騒音源
であるエンジンの周囲を金属やコンクリートなどの遮音
材で包囲することも行われている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、一般家庭の場合では新築時や増改築時
などの機会に予め防音対策を施さなければならないし、
多額の費用を必要とする。また立地条件によっては防音
対策を施していても騒音に悩まされる場合がある。同様
に車室内においても、エンジン音などの騒音レベルを相
当量減衰させるためにはかなりの重量の遮音材が必要で
あり、車両全体の重量が増加するため燃料消費率やパワ
ーウエイトレシオ、トルクシウイトレシオなどの性能が
悪くなるなどの問題点を有していた。
本発明は上記問題に留意し、電気音響的手段を用いる
ことにより、簡単に騒音だけを減少させてS/Nを向上さ
せることのできる安価で小型軽量な消音装置を提供する
ものである。
課題を解決するための手段 本発明の上記目的を達成するために本発明の消音装置
は、騒音検出器と、誤差検出器と、検出された騒音信号
をレベル調整する第１および第２のレベル調整器と、そ
の出力をディジタル信号に変換する第１および第２のAD
コンバータ（以降ADCと記す）と、第１のADCの出力を適
応制御する第１のアダプティブFIRフィルタと、音源か
らの音楽信号を制御する第２のアダプティブFIRフィル
タと、音楽信号と第１のアダプティブFIRフィルタの出
力を加算する加算器と、第２のADCの出力から第２のア
ダプティブFIRフィルタの出力を減算する減算器と、第
１のADCと音源からの音楽信号を切り換える第１のスイ
ッチ回路と、その出力と減算器の出力から第１および第
２のアダプティブFIRフィルタの係数を制御する係数制
御回路と、その出力を第１のアダプティブFIRフィルタ
と第２のアダプティブFIRフィルタに振り分ける第２の
スイッチ回路と、電力増幅器と、スピーカとから構成さ
れている。
作用 この構成によって、第１のスイッチ回路を音楽信号に
切り換え、第２のスイッチ回路を第２のアダプティブFI
Rフィルタに切り換え、係数制御回路により、第２のア
ダプティブFIRフィルタの係数を制御し、その後、第1,
第２のスイッチ回路を切り換え、誤差検出器で検出さた
信号が減算器で騒音信号だけにされ、これを係数制御回
路に入力して第１のアダプティブFIRフィルタの係数を
制御することにより騒音検出器で検出された騒音信号は
受聴点での騒音を減少させるように適応化され、それを
音楽信号などの入力信号と加算してスピーカより再生す
れば、室内の騒音が減少してS/Nが改善されることとな
る。
実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
第１図は本発明の一実施例における消音装置のブロッ
ク図を示すものである。第１図に示すように、騒音源か
ら騒音を検出する騒音検出器としての第１のマイクロフ
ォン（１）と、検出された騒音信号のレベルを調整する
第１のレベル調整器としての第１のマイクアンプ（２）
と、出力をデジタル信号に変換する第１のADC（３）
と、変換されたデジタル信号を適応制御する第１のアダ
プティブFIRフィルタ（４）と、この出力と音源（７）
からの音楽信号を加算する加算器（５）と、この出力を
アナログ信号に変換するDAC（６）と、変換されたアナ
ログ信号を増幅する電力増幅器（７）と、この出力を再
生するスピーカ（８）で再生系を構成ている。また、ス
ピーカ（８）の受聴点の音を検出する誤差検出器として
の第２のマイクロフォン（９）と、その出力のベル調整
する第２のレベル調整器とての第２のマイクアンプ（1
0）と、この出力をデジタル信号に変換する第２のADC
（11）と、音源（７）からの音楽信号を制御する第２の
アダプティブFIRフィルタ（12）と、第２のADC（11）か
らの信号から第２のアダプティブFIRフィルタ（12）の
信号を減算する減算器（13）と、第１のADC（３）から
の信号と、音源（７）からの音楽信号を切り換える第１
のスイッチ（14）と、この第１のスイッチ（14）の出力
と減算器（13）の出力から第１のアダプティブFIRフィ
ルタ（４）と第２のアダプティブFIRフィルタ（12）の
係数を制御する係数制御回路（15）と、この出力を２つ
のアダプティブFIRフィルタの各々の制御信号として切
り換える第２のスイッチ（16）から制御系が構成されて
いる。
以上のように構成された消音装置について、以下その
動作について説明する。ここで説明を簡単にするために
自動車室内のエンジン音を消音する場合を考える。まず
エンジンをOFFにしておいて第1,第２のスイッチ（1
4），（16）をＡ側にし、音源（17）を動作させる。音
源（17）の出力信号S13は加算器（５）、DAC（６）、電
力増幅器（７）を通ってスピーカ（８）より再生され
る。スピーカ（８）からの再生信号S8は第２のマイクロ
ホン（９）、第２のマイクロアンプ（10）、第２のADC
（11）によってディジタル信号S11に変換され減算器（1
3）に入力される。一方、信号S13は第２のアダプティブ
FIRフィルタ（12）にも入力され、その出力S15が減算器
（13）に入力される。そして減算器（13）で信号S11か
ら信号S15が減算されて出力信号S12が得られ、係数制御
回路（15）に入力される。係数制御回路（15）では、信
号S13とS12を近づけるように最小自乗平均法や学習同定
法などのアルゴリズムにより処理して、第２のアダプテ
ィブFIRフィルタ（12）の係数を更新する。
ここで、加算器（５）の伝達関数をHad、電力増幅器
（７）の伝達係数をHam、スピーカ（８）の伝達関数をH
sp、第２のマイクロ本（９）の伝達関数をHm2、第２の
マイクアンプ（10）の伝達関数をHa2、減算器（13）の
伝達関数をH3u、第２のアダプティブFIRフィルタ（12）
の伝達関数をHf2、スピーカ（８）と第２のマイクロホ
ン（９）の間の伝達関数をGsmとすると信号S11は、 S11＝Gsm・Hm2・Hsp・Ham・Had・Ha2・S13 となる。ここで第２のアダプティブFIRフィルタ（12）
は、係数制御回路（15）によって信号S12を減衰させる
ように適応化される。換言すれば、信号S15は信号S11に
等しくなるように制御される。すなわち、 S12＝H3u（S11−S15） において、信号S12は“0"に近づく。よって、第２のア
ダプティブFIRフィルタ（12）は以下の特性を実現す
る。
Hf2＝Gsm・Hm2・Hsp・Ham・Had・Ha2 つぎに、音源（17）を停止させて第1,第２のスイッチ
（14），（16）をＢ側にしてエンジンをONにする。する
と第１のマイクロホン（１）によって騒音N1が検出さ
れ、第１のアダプティブFIRフィルタ（４）で調整され
たのち加算器（５）、電力増幅器（７）を通ってスピー
カ（８）にて再生される。一方、騒音源（18）であるエ
ンジンから騒音N2が受聴点にて検出される。同時に先ほ
どのスピーカ（８）からの再生音S8も検出される。そし
て検出された信号S9は第２のマイクアンプ（10）、第２
のADC（11）減算器（13）を通って係数制御回路（15）
に入力される。先ほどと同様に、第１のアダプティブFI
Rフィルタ（４）は信号S12を減衰させるように係数制御
回路（15）によって適応化される。ここで、第１のマイ
クロホン（１）の伝達関数をHm1、マイクアンプ（２）
の伝達関数をHa1、第１のアダプティブFIRフィルタ
（４）の伝達関数をHf1、騒音源（18）のエンジン音を
Ｎ、騒音源（18）のエンジンと第１のマイクロホン
（１）の間の伝達関数をGm1、騒音源（18）のエンジン
と第２のマイクロホン（９）の間の伝達関数をGm2とす
ると、信号S12は、 S12＝（Hsp・Ham・Had・Hf1・Hm1・Ha1・Gm1 ＋Gm2）×Ha2・Hau・Hm2・Ｎ となる。よって、 Hsp・Ham・Had・Hf1・Ha1・Hm1・Gm1・Gsm ＋Gm2＝０ となればよいので、第１のアダプティブFIRフィルタ
（４）は以下の伝達関数を実現する。
Hf1＝−Gm2/（Ha1・Hsp・Ham・Had・Hm1・Gm1 ・Gsm） これによって、受聴点での騒音N2はスピーカ（８）か
らの再生音S8で打ち消される。
以上の調整が終了した時点で音源（17）を動作させ
る。すると加算器（５）にて、 S5＝Had（S4＋S13） が行われるので信号S11は、 S11＝Ha2・Hm2（Hsp・Ham・Had・Ha1・Hm1・ Hf1・Gsm・Gm1＋Gm2）Ｎ＋Hsp・Ham・Had・Gsm・S13） となる。また信号S15は先ほどの結果より、 S15＝Ha2・Hsp・Ham・Had・Hm2・Gsm・S13 であるので信号S12は、 S12＝Hsu（S11−S15） ＝（Hsp・Ham・Had・Ha1・Hm1・Hf1・Gsm・Gm1＋Gm2） ×Ha2・H3u・Hm2・Ｎ となる。これは先ほどの信号S12と同じであるので、 S12＝０ となるようにHf1を適用させればよい。これによって、
音楽信号と騒音が混在する自動車室内において騒音だけ
を減衰させることができる。
以上のように本実施例によれば、第1,第２のスイッチ
（14），（16）をＡ側にして音源（17）からの信号を第
２のアダプティブFIRフィルタ（12）によって適応制御
し、これを減算器（13）で第２のマイクロホン（９）に
て検出して受聴点での信号から減算してやることにより
騒音信号だけを取り出すことができ、さらに第1,第２の
スイッチ（14），（16）をＢ側にしてこの信号により第
１のマイクロホン（１）で検出した騒音信号を第１のア
ダプティブFIRフィルタ（４）で適応制御し、加算器
（５）にて音楽信号と加算してやることにより受聴点に
おいて騒音信号だけを減衰させることができる。よっ
て、S/Nのよい音を楽しむことができる。
さらに、第1,第２のスイッチ（14），（16）を設けた
ことにより係数制御回路（15）を共用で使用することが
でき、回路規模を小さくできる。
また、音源（17）、電力増幅器（７）、スピーカ
（８）は手持ちの機器を利用すればよい。
発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明は第２のアダ
プティブFIRフィルタによって音楽信号を制御し、これ
を減算器で誤差検出器によって検出された信号から減算
することにより騒音信号だけを取り出すことができ、こ
の信号を用いて第１のアダプティブFIRフィルタを制御
することにより騒音検出器によって検出された騒音信号
を適応させ、その信号と音楽信号を加算器にて加算して
再生することにより受聴点において騒音だけを減衰させ
ることができる。また、第１および第２のスイッチを用
いることにより、第１および第２のアダプティブFIRフ
ィルタのための係数制御回路を共用することができる。
このように簡単な構成で安価に実現することができる。
また、誤差検出器からのフィードバックはアダプティブ
FIRフィルタの制御信号に用いてるので安定に動作させ
ることができるなど数々の優れた効果を得ることのでき
る消音装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における消音装置のブロック
図である。 １……第１のマイクロホン（騒音検出器）、２……第１
のマイクアンプ（第１のレベル調整器）、３……第１の
ADC、４……第１のアダプティブFIRフィルタ、５……加
算器、６……DAC、７……電力増幅器、８……スピー
カ、９……第２のマイクロフォン（誤差検出器）、10…
…第２のマイクアンプ（第２のレベル調整器）、11……
第２のADC、12……第２のアダプティブFIRフィルタ、13
……減衰器、14……第１のスイッチ、15……係数制御回
路、16……第２のスイッチ、17……音源、18……騒音
源。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】騒音源からの騒音を検出する騒音検出器
    と、前記騒音検出器により検出された騒音信号のレベル
    を調整する第１のレベル調整器と、前記第１のレベル調
    整器の出力をディジタル信号に変換する第１のADコンバ
    ータと、前記第１のADコンバータにより変換されたディ
    ジタル信号を適応制御する第１のアダプティブFIRフィ
    ルタと、前記第１のアダプティブFIRフィルタの出力とC
    Dプレーヤなどの音源からの音楽信号を加算する加算器
    と、前記加算器からの出力をアナログ信号に変換するDA
    コンバータと、前記DAコンバータで変換されたアナログ
    信号を増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の出力を
    再生するスピーカと、前記スピーカの受聴点での騒音を
    検出する誤差検出器と、前記誤差検出器の出力のレベル
    調整をする第２のレベル調整器と、前記第２のレベル調
    整器によりレベル調整された信号をディジタル信号に変
    換する第２のADコンバータと、前記音源からの音楽信号
    を制御する第２のアダプティブFIRフィルタと、前記第
    ２のADコンバータの信号から第２のアダプティブFIRフ
    ィルタの出力を減算する減算器と、前記第１のADコンバ
    ータと前記音源からの音楽信号を切り換える第１のスイ
    ッチ回路と、前記第１のスイッチ回路の出力と前記減算
    器の出力から前記第１および第２のアダプティブFIRフ
    ィルタの係数を制御する係数制御回路と、前記係数制御
    回路の出力を前記第１のアダプティブFIRフィルタと第
    ２のアダプティブFIRフィルタに振り分ける第２のスイ
    ッチ回路とを具備し、前記係数制御回路の出力制御信号
    により前記第１および第２のアダプティブFIRフィルタ
    の係数を制御し、前記減算器の出力を最小となるように
    制御することを特徴とする消音装置。
  2. 【請求項２】第１のスイッチ回路が、音源からの音楽信
    号に切り換わり、第２のスイッチ回路が第２のアダプテ
    ィブFIRフィルタに切り換わる場合に前記第２のアダプ
    ティブFIRフィルタの係数が係数制御回路により制御さ
    れ、前記第１のスイッチ回路が、第１のADコンバータの
    出力に切り換わり、第２のスイッチ回路が第１のアダプ
    ティブFIRフィルタに切り換わる場合に前記第１のアダ
    プティブFIRフィルタの係数が前記係数制御回路によ
    り、制御され消音動作を行うようにしたことを特徴とす
    る請求項（１）記載の消音装置。
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