JPH096366A - Fuzzy noise canceller - Google Patents

Fuzzy noise canceller

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JPH096366A
JPH096366A JP7149938A JP14993895A JPH096366A JP H096366 A JPH096366 A JP H096366A JP 7149938 A JP7149938 A JP 7149938A JP 14993895 A JP14993895 A JP 14993895A JP H096366 A JPH096366 A JP H096366A
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noise
signal
fuzzy
section
membership function
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正 大橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動的にノイズを消去するノイズ消去装置に
関し,DSP等の適応フィルタを使用することなく簡単
な構成で,柔軟に能動ノイズ消去を行うことのできるノ
イズ消去装置を提供することを目的とする。 【構成】 伝達関数が未知の未知系の伝達関数を推定
し,そのノイズを消去する信号を印加することにより能
動的にノイズを消去するノイズ消去装置において,未知
系の伝達関数を推定してその出力に印加するノイズ消去
信号を発生するファジィ適応フィルタとを備え,入力信
号の時系列の複数のサンプリングデータをN等分し,そ
のN等分された区間毎にメンバシップ関数を定め,入力
信号と出力の誤差信号とにより能動的にメンバシップ関
数を更新し,入力信号とメンバシップ関数とによりファ
ジィ推論をして能動的に最適ノイズ消去信号を生成する
構成を持つ。
(57) [Abstract] [Objective] A noise canceller that actively cancels noise, and a noise canceller that can perform active noise cancel flexibly with a simple configuration without using an adaptive filter such as a DSP. The purpose is to provide. [Structure] A transfer function of an unknown system is estimated by estimating a transfer function of an unknown system whose transfer function is unknown and actively canceling noise by applying a signal for canceling the noise. A fuzzy adaptive filter that generates a noise cancellation signal to be applied to the output, divides a plurality of time-series sampling data of the input signal into N equal parts, and determines a membership function for each N equal parts of the input signal. And the output error signal are used to actively update the membership function, and fuzzy inference is performed using the input signal and the membership function to actively generate the optimum noise cancellation signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,ファジィ推論すること
により能動的にノイズを消去するファジィノイズ消去装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuzzy noise canceling apparatus that actively cancels noise by performing fuzzy inference.

【0002】能動騒音制御装置,制振制御システム,画
像処理システム,音声処理システム等の信号処理システ
ムのノイズをファジィ理論を応用して能動的に消去する
ものである。
[0002] The noise of a signal processing system such as an active noise control device, a vibration suppression control system, an image processing system, a voice processing system is actively eliminated by applying a fuzzy theory.

【0003】[0003]

【従来の技術】図5は従来の能動ノイズ消去装置の系を
表すものであり,入力信号Xj が伝播する系(未知系)
の伝達関数を推定し,適応フィルタにより能動的にノイ
ズ消去信号を発生して未知系の出力信号に印加し,ノイ
ズ消去を行う系を表している。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a system of a conventional active noise canceller, in which an input signal X j propagates (unknown system).
It represents a system that estimates the transfer function of and actively generates a noise canceling signal by an adaptive filter and applies it to the output signal of the unknown system to cancel the noise.

【0004】図5において,110は未知系であって,
入力信号Xj を伝達するものである。111は加算部で
あって,未知系110の出力gj にノイズNj (外乱)
を加算するものである。
In FIG. 5, 110 is an unknown system,
It transmits the input signal X j . Reference numeral 111 denotes an adder which adds noise N j (disturbance) to the output g j of the unknown system 110.
Is to be added.

【0005】112は加算部であって,ノイズを含む信
号にノイズ消去信号Gj を加算するものである。113
は適応フィルタであって,入力Xj と出力Ej をもとに
最適なノイズ消去信号を生成するものである。
Reference numeral 112 denotes an adder which adds the noise elimination signal G j to a signal containing noise. 113
Is an adaptive filter for generating an optimum noise canceling signal based on the input X j and the output E j .

【0006】114は適応フィルタの最適係数算出部で
あって,NLMS法により最適係数を算出するものであ
る。図5の構成の動作を説明する。
Reference numeral 114 denotes an optimum coefficient calculation unit of the adaptive filter, which calculates the optimum coefficient by the NLMS method. The operation of the configuration of FIG. 5 will be described.

【0007】入力信号Xj は未知系110を伝播し,出
力gj を出力する。未知系110の出力gj は加算部1
11でノイズNj を加えられ加算部112でノイズ消去
信号Gj を印加し,gj とGj との差をとるものであ
る。ノイズ消去信号を印加された誤差Ej は最適係数算
出部114に入力され,最適係数算出部114はノイズ
消去に最適な適応フィルタの係数を算出する。適応フィ
ルタ113は最適係数算出部114の算出した最適係数
により,入力信号Xj を基にノイズ消去信号Gjを発生
する。但し,図5では音響帰還系は省略されている。
The input signal X j propagates through the unknown system 110 and outputs the output g j . The output g j of the unknown system 110 is the addition unit 1
The noise N j is added at 11 and the noise elimination signal G j is applied at the adder 112 to take the difference between g j and G j . The error E j to which the noise canceling signal is applied is input to the optimum coefficient calculating unit 114, and the optimum coefficient calculating unit 114 calculates the coefficient of the adaptive filter optimum for noise canceling. The adaptive filter 113 generates the noise elimination signal G j based on the input signal X j by the optimum coefficient calculated by the optimum coefficient calculation unit 114. However, the acoustic feedback system is omitted in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の能動ノイズ消去
装置は,適応フィルタをFIRフィルタにより構成し,
誤差信号(出力)を一義的なスカラー量で制御している
ので柔軟性をもって適応制御することができなかった。
また,DSP等を使用して構成するので回路規模が大き
くなり,特に,伝達系の周波数応答が長くなるとデジタ
ルFIRフィルタのタップ数が多くなり処理速度が遅延
する難点があった。
In the conventional active noise canceller, the adaptive filter is composed of an FIR filter,
Since the error signal (output) is controlled by a unique scalar amount, it is not possible to perform adaptive control with flexibility.
Further, since the circuit is constructed by using a DSP or the like, the circuit scale becomes large, and in particular, when the frequency response of the transmission system becomes long, the number of taps of the digital FIR filter becomes large and the processing speed is delayed.

【0009】本発明は,DSP等の適応フィルタを使用
することなく簡単な構成で,能動的にノイズ消去を行う
ことのできるファジィノイズ消去装置を提供することを
目的とする。
It is an object of the present invention to provide a fuzzy noise canceller capable of actively canceling noise with a simple structure without using an adaptive filter such as a DSP.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は,伝達関数が未
知の未知系の伝達関数を推定し,そのノイズを消去する
信号を印加することにより能動的にノイズを消去するノ
イズ消去装置において,未知系の伝達関数を推定してそ
の出力に印加するノイズ消去信号を発生するファジィ適
応フィルタとを備え,入力信号の時系列の複数のサンプ
リングデータをN等分し,そのN等分された区間毎にメ
ンバシップ関数を定め,そのメンバシップ関数の形状に
より,離散区間を補間させ入力信号と出力の誤差信号と
により能動的にメンバシップ関数を更新し,入力信号と
メンバシップ関数とによりファジィ推論をして能動的に
最適ノイズ消去信号を生成するようにした。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a noise canceller for estimating a transfer function of an unknown system whose transfer function is unknown, and applying a signal for canceling the noise to actively cancel noise. A fuzzy adaptive filter for estimating a transfer function of an unknown system and generating a noise cancellation signal to be applied to its output, divides a plurality of time-series sampling data of an input signal into N equal parts, and divides them into N equal parts. A membership function is defined for each, a discrete section is interpolated according to the shape of the membership function, the membership function is updated actively by the input signal and the error signal of the output, and fuzzy inference is performed by the input signal and the membership function. Then, the optimum noise canceling signal is actively generated.

【0011】図1は本発明の基本構成を示す図である。
図1において,1は未知系である。
FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an unknown system.

【0012】2はサンプリング部である。3はファジィ
適応フィルタである。4は,加算部であって,ファジィ
適応フィルタ3の出力するノイズ消去信号G j を未知系
の信号出力に加え,未知系の出力gj との差をとるもの
である。
Reference numeral 2 is a sampling unit. 3 is fuzzy
It is an adaptive filter. 4 is an adder, which is a fuzzy
Noise canceling signal G output from the adaptive filter 3 jUnknown system
Output of unknown system in addition to the signal output ofjWhat is the difference between
It is.

【0013】ファジィ適応フィルタ3において,11は
脱ファジィ化部である。12はファジィ推論部である。
In the fuzzy adaptive filter 3, 11 is a defuzzification section. 12 is a fuzzy inference unit.

【0014】14はグレード演算部であって,入力サン
プリング値Xj をサポートとしてメンバシップ関数によ
りグレードを求めるものである。15はメンバシップ関
数保持部であって,メンバシップ関数を保持するもので
ある。
Reference numeral 14 denotes a grade calculation unit which obtains a grade by a membership function with the input sampling value X j as a support. A membership function holding unit 15 holds a membership function.

【0015】16はメンバシップ関数更新部であって,
メンバシップ関数の更新を行うものである。メンバシッ
プ関数の更新は,例えば最小自乗法等に基づいてなさ
れ,μ S,j+1=μS,j +KXj (gj −Gj )/ΣXj
2 に従う。但し,sは入力信号の時系列のn個のサンプ
リングデータをN等分した区間を表す。Σは区間sにお
ける各jについての和である。
Reference numeral 16 is a membership function updating unit,
The membership function is updated. Membership
The update of the loop function is based on, for example, the method of least squares.
, Μ S, j + 1= ΜS, j+ KXj(Gj-Gj) / ΣXj
2Follow Where s is the n time-sampling of the input signal
The ring data is divided into N equal sections. Σ is in section s
It is the sum for each j.

【0016】17は,旧グレード保持部であって,グレ
ード演算部14の演算したグレードを旧グレード
(μj )として保持するものである。18は誤差演算部
である。誤差を入力し,例えばNLMS法によりメンバ
シップ関数を更新するために必要な最適値を求めるもの
で,各区間毎にKXj (gj−Gj )/ΣXj 2 を演算
するものである。以後,KXj (gj −Gj )/ΣX j
2 =βとし,区間SのβをβS であらわす。
Numeral 17 is an old grade holding part,
The grade calculated by the code calculation unit 14 is the old grade
j) Is held as. 18 is an error calculator
It is. Enter the error and, for example, by the NLMS method
What finds the optimal value needed to update the ship function
Then, KX for each sectionj(Gj-Gj) / ΣXj 2Calculate
Is what you do. After that, KXj(Gj-Gj) / ΣX j
2= Β, and β in the section S is βSRepresent.

【0017】[0017]

【作用】図2を参照して図1の本発明の基本構成の動作
を説明する。図2 (a)は入力信号のサンプリングXj
時系列データ{Xj }を示し,S1,S2 ,・・・,S
N は入力サンプリング列Xj を所定の周期で区切った区
間であり,それぞれの区間にメンバシップ関数が割り当
てられるものである。例えば,S1 はメンバシップ関数
1 ,S2 はメンバシップ関数M2 ,SN はメンバシッ
プ関数MN を割り当てる。
The operation of the basic configuration of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows time series data {X j } of sampling X j of the input signal, where S 1 , S 2 , ..., S
N is a section obtained by dividing the input sampling sequence X j at a predetermined cycle, and a membership function is assigned to each section. For example, S 1 is the membership function M 1, S 2 is the membership function M 2, S N assigns the membership function M N.

【0018】図2 (b)はメンバシップ関数(M1
2 ,・・・,MN )であって,それぞれ入力サンプリ
ング区間に割り当てられるものである。例えば,MIN
−MAX法でファジィ推論する場合,各区間のサンプリ
ング値をサポートとしてグレードを求め,その最小値を
推論に採用する。図2 (b)において,μ1 ,μ2 ,・・
・,μN はそのようにして求めたグレードの最小値であ
る。即ち,μ1 は区間S1のサンプリングデータに対し
てメンバシップ関数M1 を適用した場合のグレードの最
小値である。図2 (b)の場合,S1 の区間のグレードの
最小値はサポートV 2 (j=2のサンプリング値に対応
する)のグレードである。μ2 は区間S2 のサンプリン
グデータに対してメンバシップ関数M2 を適用した場合
のグレードの最小値である。μN は区間SN のサンプリ
ングデータに対してメンバシップ関数MN を適用した場
合のグレードの最小値である。
FIG. 2B shows the membership function (M1,
M2・ ・ ・ ・ ・ ・ MN), And each input sample
Assigned to the segment. For example, MIN
-When fuzzy inference is performed by the MAX method, the sampling of each interval
The grade is obtained with the
Adopt for reasoning. In Fig. 2 (b), μ1, Μ2, ...
., ΜNIs the minimum grade value thus obtained
You. That is, μ1Is the section S1For the sampling data of
Membership function M1Of the grade when applying
It is a small price. In the case of FIG. 2 (b), S1Of the section grade
Minimum value is support V 2(Corresponding to the sampling value of j = 2
)) Grade. μ2Is the section S2Sampling
Membership function M2If you apply
Is the minimum grade. μNIs the section SNThe sampler
Membership function MNIf you apply
It is the minimum value of the grade.

【0019】図2 (c)はそのようにして得た推論結果で
ある。図2 (d)は図2 (c)の推論結果を統合したもので
ある。Gj は統合結果の重心である。
FIG. 2 (c) shows the inference result thus obtained. Figure 2 (d) is an integration of the inference results of Figure 2 (c). G j is the center of gravity of the integration result.

【0020】図2 (a)のサンプリング信号の入力列{X
j }が時刻tj におけるものとする。グレード演算部1
4は,図2 (b)に示すように区間毎のメンバシップ関数
(M 1 ,M2 ,・・・,MN )と入力信号Xj に基づい
て区間毎の各Xj (j=0〜4)のグレードを求める。
求めたグレードは旧グレード保持部17に保持する。
Input sequence {X of sampling signal of FIG. 2 (a)
j} Is time tjIn. Grade calculation unit 1
4 is the membership function for each section as shown in Fig. 2 (b)
(M 1, M2・ ・ ・ ・ ・ ・ MN) And input signal XjBased on
X for each sectionjDetermine the grade (j = 0-4).
The obtained grade is held in the old grade holding unit 17.

【0021】ファジィ推論部12は区間毎のグレードに
基づいて,例えばその最小値により区間毎にファジィ推
論する(図2 (c)参照)。脱ファジィ化部11は各区間
の推論結果を統合し,例えば重心によりGj を求めて出
力する。
The fuzzy inference unit 12 makes a fuzzy inference for each section based on the grade of each section, for example, by its minimum value (see FIG. 2 (c)). The defuzzification unit 11 integrates the inference results of the respective sections, obtains G j from the center of gravity, and outputs it.

【0022】一方,誤差演算部18は誤差Ej を基にβ
(=KXj (gj −Gj )/ΣXj 2 )を求める。Σは
各区間におけるjについての和である。即ち,区間S1
におけるj=0〜4について,βを求め,同様に区間S
2 ,・・・,SN についてβ 2 ,・・・,βN を求め
る。そして,メンバシップ関数更新部16は誤差演算部
18の求めた,各区間毎のβS および旧グレードとによ
り,μS,j+1 =μS,j +βS によりメンバシップ関数は
メンバシップ関数保持部15に保持する。
On the other hand, the error calculation unit 18 uses the error EjBased on β
(= KXj(Gj-Gj) / ΣXj 2). Σ is
It is the sum for j in each interval. That is, section S1
Β is obtained for j = 0 to 4 in FIG.
2, ..., SNAbout β 2, ..., βNSeeking
You. The membership function updating unit 16 is an error calculating unit.
Β for each section obtained from 18SAnd according to the old grade
, ΜS, j + 1= ΜS, j+ ΒSThe membership function is
It is held in the membership function holding unit 15.

【0023】次の時刻tj+1 で入力サンプリング列{X
j+1 }に基づいて上記の演算を行い,時刻tj+1 におけ
るノイズ消去信号Gj+1 を求めて出力する。本発明によ
れば,DSP等の適応フィルタを使用することなく簡単
な構成で,柔軟に能動的にノイズ消去を行うことのでき
るノイズ消去装置を提供することができる。
At the next time t j + 1 , the input sampling sequence {X
The above calculation is performed based on j + 1 } to obtain and output the noise elimination signal G j + 1 at time t j + 1 . According to the present invention, it is possible to provide a noise canceller capable of flexibly and actively canceling noise with a simple configuration without using an adaptive filter such as a DSP.

【0024】[0024]

【実施例】図3は本発明の実施例である。図3におい
て,21は未知系であって,入力信号を伝達するもので
ある。
EXAMPLE FIG. 3 shows an example of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 21 is an unknown system for transmitting an input signal.

【0025】22はサンプリングパルスジェネレータで
あって,入力信号をサンプリングするものである。23
は乗算部であって,サンプリングパルスジェネレータ2
2のパルスと入力信号を乗算してサンプリング入力信号
j を生成するものである。
A sampling pulse generator 22 samples the input signal. 23
Is a multiplication unit, and is a sampling pulse generator 2
The two pulses are multiplied by the input signal to generate the sampling input signal X j .

【0026】24は加算部であって,未知系の出力にノ
イズNj を加算するものである。25は加算部であっ
て,ノイズを含む未知系の出力にノイズ消去信号Gj
加算するものである。
Reference numeral 24 denotes an adder which adds noise N j to the output of the unknown system. Reference numeral 25 denotes an adder which adds the noise elimination signal G j to the output of the unknown system including noise.

【0027】26はファジィ適応フィルタである。27
は白色雑音源(M−seq)である。ファジィ適応フィ
ルタ26において,34はファジィ推論部である。
Reference numeral 26 is a fuzzy adaptive filter. 27
Is a white noise source (M-seq). In the fuzzy adaptive filter 26, 34 is a fuzzy inference unit.

【0028】34’は最小値判定部であって,それぞれ
の区間におけるグレードの最小値を求めるものである。
35は脱ファジィ化部である。
Reference numeral 34 'is a minimum value determination unit for determining the minimum value of the grade in each section.
Reference numeral 35 is a defuzzification unit.

【0029】35’は重心演算部であって,各区間のフ
ァジィ推論の結果を統合して重心を求めるものである。
36はメンバシップ関数更新部であり,μS,j+1=μ
S,j +KXj (gj −Gj )/ΣXj 2 に従って,メン
バシップ関数を更新するものである。sは区間を表し,
Σは各区間でのjの和をとることを表し,例えば,j=
J+1〜(n+1)Jの各離散区間における加算平均を
とる。
Reference numeral 35 'is a center of gravity computing section, which is a unit for calculating the center of gravity.
The result of fuzzy reasoning is integrated to find the center of gravity.
36 is a membership function updating unit,S, j + 1= Μ
S, j+ KXj(Gj-Gj ) / ΣXj 2According to
It updates the badship function. s represents an interval,
Σ represents taking the sum of j in each section, for example, j =
The arithmetic mean in each discrete section of J + 1 to (n + 1) J
Take.

【0030】37は誤差演算部であり,NLMSで最適
フィルタ係数を求める場合に必要なβ(=KXj (gj
−Gj )/ΣXj 2 )を求めるものである。38はK保
持部であって,ステップゲインKを保持するものであ
る。
Reference numeral 37 denotes an error calculation unit, which is β (= KX j (g j) necessary for obtaining the optimum filter coefficient by NLMS.
-G j ) / ΣX j 2 ) is obtained. A K holding unit 38 holds a step gain K.

【0031】39はグレード演算部である。40はメン
バシップ関数保持部40である。41は旧グレード保持
部である。
Reference numeral 39 is a grade calculator. 40 is a membership function holding unit 40. Reference numeral 41 is an old grade holding unit.

【0032】図4は本発明の実施例の動作説明図であ
る。図4 (a)は入力信号のサンプリングデータの時系列
信号を表し,サンプリング時間間隔は250μs,であ
り,125μs毎(5サンプリング毎)に時間を区切っ
たものである。t1 ,t2 ,・・・t8 は時間の区切で
あり,それぞれの時間の区切りをS1 ,S2 ,S3 ,・
・・,S8 とする。図4 (a)は100Hzの信号のサン
プリングを表す。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a time-series signal of the sampling data of the input signal, the sampling time interval is 250 μs, and the time is divided every 125 μs (every 5 samplings). t 1 , t 2 , ... T 8 are time divisions, and the respective time divisions are S 1 , S 2 , S 3 , ...
..., and S 8. FIG. 4 (a) represents sampling of a 100 Hz signal.

【0033】図4 (b)は,各時間の区切りにおけるメン
バシップ関数を表す。M1 はS1 におけるメンバシップ
関数,M2 はS2 におけるメンバシップ関数,M3 はS
3 におけるメンバシップ関数,M8 はS8 におけるメン
バシップ関数である。各メンバシップ関数の横軸(サポ
ート)はそれぞれの区間におけるサンプリング値であ
る。M1 において,a0 ,a1 ,a2 ,a3 ,a4 は,
それぞれj=0,1,2,3,4におけるサンプリング
値であり,それぞれのグレードはμ1,0 ,μ1,1,μ
1,2 ,μ1,3 ,μ1,4 である。同様に,M2 において,
0 ,b1 ,b2 ,b3 ,b4 はそれぞれ,j=5,
6,7,8,9におけるサンプリング値であり,それぞ
れのグレードはμ2,0 ,μ2,1 ,μ2,2 ,μ2,3 ,μ
2,4 である。M3において,d0 ,d1 ,d2 ,d3
4 は,それぞれj=10,11,12,13,14に
おけるサンプリング値であり,それそれのグレードはμ
3,0 ,μ3, 1 ,μ3,2 ,μ3,3 ,μ3,4 である。M8
おいて,h0 ,h1 ,h2 ,h3 ,h4 は,それぞれj
=35,36,37,38,39におけるサンプリング
値であり,それぞれのグレードはμ8,0 ,μ8,1 ,μ
8,2 ,μ8,3 ,μ8,4 である。
FIG. 4B shows the membership function at each time interval. M 1 is the membership function in S 1 , M 2 is the membership function in S 2 , and M 3 is S
The membership function in 3 and M 8 are the membership functions in S 8 . The horizontal axis (support) of each membership function is a sampling value in each section. In M 1 , a 0 , a 1 , a 2 , a 3 , a 4 are
These are sampling values at j = 0 , 1 , 2, 3, and 4, and grades are μ 1,0 , μ 1,1 , μ
They are 1,2 , μ 1,3 and μ 1,4 . Similarly, at M 2 ,
b 0 , b 1 , b 2 , b 3 and b 4 are j = 5, respectively.
Sampling values at 6, 7, 8, and 9, and grades are μ 2,0 , μ 2,1 , μ 2,2 , μ 2,3 , μ
2,4 . At M 3 , d 0 , d 1 , d 2 , d 3 ,
d 4 is the sampling value at j = 10, 11, 12, 13, and 14, and the grade thereof is μ
They are 3,0 , μ 3, 1 , μ 3,2 , μ 3,3 , and μ 3,4 . In M 8 , h 0 , h 1 , h 2 , h 3 and h 4 are respectively j
= 35, 36, 37, 38, 39 sampling values, and grades are μ 8,0 , μ 8,1 , μ
8,2, μ 8,3, is μ 8,4.

【0034】ファジィ推論部34において最小値判定部
34’は各区間におけるグレードの最小値を求める。区
間S1 ,S2 ,S3 ,S4 ,・・・,S8 におけるグレ
ードの最小値をμ1 ,μ2 ,μ3 ,・・・,μ8 とす
る。図4 (c)は図4 (b)に各メンバシップ関数とサポー
ト(サンプリングデータの区間における平均値とのMA
Xをとることによりファジィ推論をした結果である。
In the fuzzy inference unit 34, the minimum value judging unit 34 'finds the minimum value of the grade in each section. Section S 1, S 2, S 3 , S 4, ···, the minimum grade in S 8 μ 1, μ 2, μ 3, ···, and mu 8. Fig. 4 (c) shows the membership function and support (MA of the average value in the sampling data section) in Fig. 4 (b).
This is the result of fuzzy inference by taking X.

【0035】上記において,メンバシップ関数の更新
は,μs,(j+1) =μs,j +βS (βS は区間Sにおける
KXj (gj −Gj )/ΣXj 2 )である。
In the above, the membership function is updated by μ s, (j + 1) = μ s, j + β SS is KX j (g j −G j ) / ΣX j 2 ) in the interval S. is there.

【0036】重心Gj は次の式で算出する。The center of gravity G j is calculated by the following equation.

【0037】[0037]

【数1】 [Equation 1]

【0038】図4を参照して,図3の実施例の動作を説
明する。サンプリングパルスジェネレータ22のサンプ
リングのタイミングに従って入力信号をサンプリングし
入力信号の時系列データ{Xj }を生成する。グレード
演算部39は各サンプリングXj のグレードを求める
(図4 (b)参照)。求めたグレードは,旧グレード保持
部41に保持する。また,ファジィ推論部34は各区間
のグレードの最小値を求めファジィ推論する(図4 (c)
参照)。脱ファジィ化部35において重心演算部35’
は各推論結果を統合し,重心を求めGj として出力す
る。
The operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. The input signal is sampled according to the sampling timing of the sampling pulse generator 22 to generate time-series data {X j } of the input signal. The grade calculator 39 determines the grade of each sampling X j (see FIG. 4 (b)). The obtained grade is held in the old grade holding unit 41. Further, the fuzzy inference unit 34 finds the minimum value of the grade of each section and performs the fuzzy inference (FIG. 4 (c).
reference). In the defuzzification unit 35, the center of gravity calculation unit 35 '
Integrates each inference result, finds the center of gravity, and outputs it as G j .

【0039】誤差演算部37は誤差Ej を入力して,各
区間のβS を求める。メンバシップ関数更新部36は次
の時刻の入力サンプリング列{XJ+1 },Ej とβS
により最適メンバシップ関数を演算する。時刻jのとき
区間Sのメンバシップ関数をμS,j としたとき, 時刻j
+1のμS,j+1 =μS,j +βS である。但し,βS は区
間sのK(gj −Gj )/ΣXj 2 である。
The error calculator 37 inputs the error E j and obtains β S in each section. The membership function updating unit 36 calculates an optimum membership function from the input sampling sequence {X J + 1 }, E j and β S at the next time. If the membership function of section S at time j is μ S, j , then time j
+1 μ S, j + 1 = μ S, j + β S. However, β S is K (g j −G j ) / ΣX j 2 in the section s.

【0040】図3の構成において,白色雑音源27はシ
ステムを立ち上げるとき,白色雑音を未知系に加え,周
波数応答特性を求めるために使用される。
In the configuration of FIG. 3, the white noise source 27 is used to add the white noise to the unknown system and obtain the frequency response characteristic when the system is started up.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば,DSP等の適応フィル
タを使用することなく簡単な構成で,柔軟に能動的にノ
イズ消去を行うことのできるノイズ消去装置を提供する
ことができる。
According to the present invention, it is possible to provide a noise canceller capable of flexibly and actively canceling noise with a simple structure without using an adaptive filter such as a DSP.

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

【図1】本発明の基本構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の基本構成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of the present invention.

【図5】従来の技術を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:未知系 2:サンプリング部 3:ファジィ適応フィルタ 4:加算部 11:脱ファジィ化部 12:ファジィ推論部 14:グレード演算部 15:メンバシップ関数保持部 16:メンバシップ関数更新部 17:旧グレード保持部 18:誤差演算部 1: Unknown system 2: Sampling unit 3: Fuzzy adaptive filter 4: Addition unit 11: Defuzzification unit 12: Fuzzy inference unit 14: Grade calculation unit 15: Membership function holding unit 16: Membership function updating unit 17: Old Grade holding unit 18: Error calculation unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03H 21/00 8842−5J H03H 21/00 // G05B 13/02 0360−3H G05B 13/02 N ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H03H 21/00 8842-5J H03H 21/00 // G05B 13/02 0360-3H G05B 13/02 N

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝達関数が未知の未知系の伝達関数を推
定し,そのノイズを消去する信号を印加することにより
能動的にノイズを消去するノイズ消去装置において,未
知系の伝達関数を推定してその出力に印加するノイズ消
去信号を発生するファジィ適応フィルタとを備え,入力
信号の時系列の複数のサンプリングデータをN等分し,
そのN等分された区間毎にメンバシップ関数を定め,入
力信号と出力の誤差信号とにより能動的にメンバシップ
関数を更新し,入力信号とメンバシップ関数とによりフ
ァジィ推論をして能動的に最適ノイズ消去信号を生成す
ることを特徴とするファジィノイズ消去装置。
1. A transfer function of an unknown system is estimated in a noise canceller that actively cancels noise by applying a signal for canceling the noise by estimating the transfer function of an unknown transfer function. And a fuzzy adaptive filter that generates a noise canceling signal to be applied to its output, and divides a plurality of time-series sampling data of the input signal into N equal parts,
A membership function is determined for each of the N equally divided sections, the membership function is actively updated by the input signal and the output error signal, and fuzzy inference is actively performed by the input signal and the membership function. A fuzzy noise canceller characterized by generating an optimum noise canceling signal.
【請求項2】 白色雑音源を備え,白色雑音を未知系に
入力し,サンプリングして未知系を含むシステムの周波
数応答特性をファジィ推論して求めることを特徴とする
請求項1に記載のファジィノイズ消去装置。
2. The fuzzy system according to claim 1, further comprising a white noise source, wherein the white noise is input to an unknown system, and the frequency response characteristic of the system including the unknown system is obtained by fuzzy inference. Noise canceller.
【請求項3】 該区間におけるサンプリングデータと該
区間のメンバシップ関数によりファジィ推論し,各区間
のファジィ推論結果を統合し,統合結果に基づいてノイ
ズ消去信号を出力することを特徴とする請求項1もしく
は2に記載のファジィノイズ消去装置。
3. The fuzzy inference based on the sampling data in the section and the membership function in the section, the fuzzy inference results of each section are integrated, and a noise cancellation signal is output based on the integrated result. 1. The fuzzy noise canceller according to 1 or 2.
【請求項4】 区間sにおけるサンプリング信号Xj
グレードをμS,J とするとき,Xj+1 におけるグレード
をμS,j+1 =μS,j +KXj j /ΣXj 2(但し,K
はステップゲイン,Ej は誤差,Σはそれぞれの区間に
おいてjについての和である)に従って更新することを
特徴とする請求項1,2もしくは3に記載のファジィノ
イズ消去装置。
4. When the grade of the sampling signal X j in the section s is μ S, J , the grade in X j + 1 is μ S, j + 1 = μ S, j + KX j E j / ΣX j 2 ( However, K
Is a step gain, E j is an error, and Σ is a sum for j in each section). The fuzzy noise canceller according to claim 1, 2 or 3, wherein
【請求項5】 正規化最小自乗法のアルゴリズムにおけ
るμS,j+1=μS,j+KXj j /ΣXj 2 のΣをj=n
J+1〜(n+1)J(Jは各離散区間における番号)
の各離散区間に於ける加算平均で行うこととする請求項
4に記載のファジィノイズ消去装置。
5. The Σ of μ S, j + 1 = μ S, j + KX j E j / ΣX j 2 in the normalized least squares algorithm is j = n.
J + 1 to (n + 1) J (J is a number in each discrete section)
5. The fuzzy noise canceller according to claim 4, wherein the averaging is performed in each discrete section.
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CN113539228A (en) * 2021-07-30 2021-10-22 北京安声浩朗科技有限公司 Noise reduction parameter determination method and device, active noise reduction method and device

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