JPH0990962A - Active muffling device - Google Patents

Active muffling device

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Publication number
JPH0990962A
JPH0990962A JP7250485A JP25048595A JPH0990962A JP H0990962 A JPH0990962 A JP H0990962A JP 7250485 A JP7250485 A JP 7250485A JP 25048595 A JP25048595 A JP 25048595A JP H0990962 A JPH0990962 A JP H0990962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
noise
noise signal
signal
predicted
error
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7250485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Matsuura
哲哉 松浦
Takehiko Hiei
武彦 樋江井
Takeshi Nishimura
剛 西村
Hiroyuki Ito
宏幸 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP7250485A priority Critical patent/JPH0990962A/en
Publication of JPH0990962A publication Critical patent/JPH0990962A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランダム音と考えられていた騒音を解析した
結果、カオスである点を見出だし、騒音信号から時間的
に先の騒音を予測してコンパクト化を図る。 【解決手段】 騒音信号より時間的に先の騒音(11)を
予測して予測騒音信号を出力する予測器(50)を設けて
いる。FIRフィルタ(41)が予測騒音信号に対して逆
位相で同振幅の反転音信号を出力し、スピーカ(31)が
反転音をに放射する。モニタマイクロフォン(32)が反
転音と騒音(11)との誤差を出力し、誤差が小さくなる
ようにFIRフィルタ(41)のフィルタ係数を更新す
る。また、予測器(50)は、カオス判定の相間次元に基
づいて入力層ユニット数を定めたニューラルネットワー
クに基づき1サンプリング先の予測騒音信号を出力する
データ処理回路(51)と、予測騒音信号と騒音信号とに
基づきニューラルネットワークの重み係数を算出する係
数演算回路(52)とを備えている。
(57) [Abstract] [Problem] As a result of analyzing noise that was considered to be a random sound, a point that is chaotic is found, and the noise ahead is predicted in time from the noise signal to achieve compactness. A predictor (50) that predicts a noise (11) that precedes a noise signal in time and outputs a predicted noise signal is provided. The FIR filter (41) outputs an inverted sound signal having the same phase and an opposite phase with respect to the predicted noise signal, and the speaker (31) emits the inverted sound. The monitor microphone (32) outputs the error between the inverted sound and the noise (11), and updates the filter coefficient of the FIR filter (41) so that the error becomes small. The predictor (50) includes a data processing circuit (51) for outputting a predicted noise signal one sampling ahead based on a neural network in which the number of input layer units is determined based on the interphase dimension of chaos determination, and the predicted noise signal. And a coefficient calculation circuit (52) for calculating a weighting coefficient of the neural network based on the noise signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ消音装
置に関し、特に、コンパクト化対策に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active muffling device, and more particularly to measures for downsizing.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりこの種のアクティブ消音装置
は、特開平5−323974号公報に開示されているよ
うに、ダクトに騒音の上流側から検出マイクとスピーカ
とモニタマイクとを設置し、検出マイクが検出した騒音
に基づいてFIRフィルタが反転音信号を生成し、この
反転音信号に基づいてスピーカがダクトに反転音を放射
し、騒音を打ち消するようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-323974, an active silencer of this type is provided with a detection microphone, a speaker and a monitor microphone installed in a duct from the upstream side of noise. The FIR filter generates an inverted sound signal based on the noise detected by the microphone, and the speaker emits the inverted sound to the duct based on the inverted sound signal to cancel the noise.

【0003】一方、上記騒音と反転音との誤差をモニタ
マイクが検出し、該モニタマイクの誤差信号に基づいて
上記誤差が小さくなるように適応アルゴリズム実行回路
がFIRフィルタのフィルタ係数を更新するようにして
いる。
On the other hand, the monitor microphone detects an error between the noise and the inverted sound, and the adaptive algorithm execution circuit updates the filter coefficient of the FIR filter so that the error becomes small based on the error signal of the monitor microphone. I have to.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアクテ
ィブ消音装置においては、設置の自由度を高めるため
に、装置全体のコンパクト化が望まれている。
In the above-mentioned conventional active silencer, it is desired to make the entire device compact in order to increase the degree of freedom of installation.

【0005】一方、上記アクティブ消音装置では、検出
マイク及びスピーカ等の音響機器や、アナログ信号及び
デジタル信号を信号処理するコントローラ自体に遅れが
存在するので、その遅延を補うためには、検出マイクロ
フォンとスピーカとの間に一定の距離が必要になる。
On the other hand, in the above-described active silencer, there is a delay in the acoustic equipment such as the detection microphone and the speaker and the controller itself which processes the analog signal and the digital signal. It requires a certain distance from the speaker.

【0006】上述したコンパクト化を図るためには、検
出マイクロフォンとスピーカとの距離を短縮する必要が
あるが、この短縮を図るためには、システム遅延をでき
得る限り小さくする必要がある。
In order to achieve the above-mentioned compactness, it is necessary to shorten the distance between the detection microphone and the speaker, but in order to shorten this distance, it is necessary to reduce the system delay as much as possible.

【0007】その際、上記コントローラのデジタル部分
の遅れは、制御チップの進歩によりサンプリング周波数
を高めることで改善される。しかしながら、音響機器に
よる遅れは物理的な問題であるので、その遅延の解消は
期待することができないという問題があった。
In that case, the delay of the digital part of the controller is improved by increasing the sampling frequency due to the progress of the control chip. However, since the delay due to the audio equipment is a physical problem, there is a problem that it cannot be expected to eliminate the delay.

【0008】したがって、上述した従来のアクティブ消
音装置においては、コンパクト化に限界があった。
Therefore, the conventional active silencer described above has a limit in its compactness.

【0009】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、本願発明発明者らは、ランダム音と考えられていた
騒音を解析した結果、カオスである点を見出だし、この
新たな事実に基づき騒音信号から時間的に先の騒音を予
測し、反転音を放射するようにしてコンパクト化を図る
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above point, and the inventors of the present invention have found out that it is chaotic as a result of analyzing noise that was considered to be a random sound, and this new fact The purpose of the present invention is to predict the noise ahead in time from the noise signal based on the above, and to emit a reverse sound to achieve compactness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、図1に示すように、請求項1に係る発明が講じた
手段は、先ず、伝播空間(21)を伝播する騒音(11)を
検出して騒音信号を出力する騒音検出手段(30)が設け
られている。そして、該騒音検出手段(30)が出力する
騒音信号を受けて該騒音信号より時間的に先の騒音(1
1)を予測し、予測騒音信号を出力する予測手段(50)
が設けられている。更に、該予測手段(50)が出力する
予測騒音信号に対して、逆位相で同振幅の反転音信号を
生成して出力するデジタルフィルタ(41)と、該デジタ
ルフィルタ(41)の反転信号を受けて反転音を伝播空間
(21)に放射する反転音放射手段(31)とが設けられて
いる。加えて、該反転音放射手段(31)が放射した反転
音と伝播空間(21)の騒音(11)との誤差を検出して誤
差信号を出力する誤差検出手段(32)と、該誤差検出手
段(32)が出力する誤差信号と予測手段(50)が出力す
る予測騒音信号とを受けて誤差が小さくなるように上記
デジタルフィルタ(41)のフィルタ係数を更新する適応
アルゴリズム実行回路(44)とが設けられている。
In order to achieve the above object, as shown in FIG. 1, the means taken by the invention according to claim 1 is such that noise (11) propagating in a propagation space (21) ) Is detected and a noise signal (30) for outputting a noise signal is provided. Then, the noise signal output from the noise detection means (30) is received and the noise (1
Prediction means (50) that predicts 1) and outputs a predicted noise signal
Is provided. Further, a digital filter (41) for generating and outputting an inverted sound signal having the same amplitude and an opposite phase with respect to the predicted noise signal output by the prediction means (50), and an inverted signal of the digital filter (41). Reverse sound emitting means (31) for receiving the reverse sound and radiating the reverse sound to the propagation space (21) is provided. In addition, an error detection means (32) for detecting an error between the inversion sound emitted by the inversion sound emission means (31) and the noise (11) in the propagation space (21) and outputting an error signal, and the error detection means. An adaptive algorithm execution circuit (44) for updating the filter coefficient of the digital filter (41) so as to reduce the error by receiving the error signal output by the means (32) and the predicted noise signal output by the prediction means (50). And are provided.

【0011】また、請求項2に係る発明が講じた手段
は、上記請求項1の発明において、予測手段(50)が、
1サンプリング先の騒音(11)を予測して予測騒音信号
を出力している構成としている。
The means taken by the invention according to claim 2 is that in the invention according to claim 1, the predicting means (50) is
The noise (11) at one sampling destination is predicted and the predicted noise signal is output.

【0012】また、請求項3に係る発明が講じた手段
は、上記請求項2の発明において、予測手段(50)が、
騒音信号を入力としてニューラルネットワークに基づき
予測騒音信号を出力するデータ処理回路(51)と、予測
騒音信号と該予測騒音信号に対応する実際の騒音信号と
の差に基づきニューラルネットワークにおける各ユニッ
トの重み係数を算出してデータ処理回路(51)に係数信
号を出力する係数演算回路(52)とを備えた構成として
いる。
Further, the means taken by the invention according to claim 3 is that in the invention according to claim 2, the predicting means (50) is
A data processing circuit (51) which inputs a noise signal and outputs a predicted noise signal based on a neural network, and a weight of each unit in the neural network based on a difference between the predicted noise signal and an actual noise signal corresponding to the predicted noise signal A coefficient calculation circuit (52) for calculating a coefficient and outputting a coefficient signal to the data processing circuit (51) is provided.

【0013】また、請求項4に係る発明が講じた手段
は、上記請求項3の発明において、データ処理回路(5
1)が、騒音信号のカオス性を判定する相間次元に基づ
いて入力層のユニット数を定める構成としている。
Further, the means taken by the invention according to claim 4 is the data processing circuit (5
In 1), the number of units in the input layer is determined based on the interphase dimension that determines the chaoticity of noise signals.

【0014】−作用− 上記の発明特定事項により、請求項1に係る発明では、
先ず、伝播空間(21)を伝播する騒音(11)は、騒音検
出手段(30)により検出されて予測器(50)に入力され
る。
-Operation- Due to the above-mentioned matters specifying the invention, in the invention according to claim 1,
First, the noise (11) propagating in the propagation space (21) is detected by the noise detecting means (30) and input to the predictor (50).

【0015】該予測器(50)は、騒音信号より時間的に
先の騒音(11)を予測し、予測騒音信号を出力する。具
体的に、請求項2及び請求項3に係る発明では、データ
処理回路(51)が騒音検出手段(30)からの騒音信号を
取得して予測騒音信号を出力する。一方、1サンプリン
グタイムだけ遅延された予測騒音信号と騒音信号とを比
較した誤算信号が係数演算回路(52)に入力される。
The predictor (50) predicts the noise (11) preceding the noise signal in time and outputs the predicted noise signal. Specifically, in the inventions according to claims 2 and 3, the data processing circuit (51) acquires the noise signal from the noise detecting means (30) and outputs the predicted noise signal. On the other hand, an erroneous calculation signal obtained by comparing the predicted noise signal delayed by one sampling time with the noise signal is input to the coefficient calculation circuit (52).

【0016】そして、係数演算回路(52)が、誤算信号
に基づき重み係数を演算して係数信号をデータ処理回路
(51)に出力する。そして、データ処理回路(51)が1
サンプリング先の予測騒音信号を出力すると共に、係数
演算回路(52)がニューラルネットワークの重み係数を
更新する。その際、請求項4に係る発明では、カオスの
相間次元に基づいてニューラルネットワークの入力層の
ユニット数が定められている。
Then, the coefficient calculation circuit (52) calculates a weighting coefficient based on the erroneous calculation signal and outputs the coefficient signal to the data processing circuit (51). Then, the data processing circuit (51) is
The prediction noise signal at the sampling destination is output, and the coefficient calculation circuit (52) updates the weighting coefficient of the neural network. In that case, in the invention according to claim 4, the number of units in the input layer of the neural network is determined based on the interphase dimension of chaos.

【0017】一方、上記予測騒音信号がデジタルフィル
タ(41)に入力すると共に、適応アルゴリズム実行回路
(44)に入力する。そして、デジタルフィルタ(41)に
おいては、予測騒音信号と逆位相で且つ同振幅の反転音
信号を生成する。この反転音信号が反転音放射手段(3
1)に出力され、反転音が伝播空間(21)に放射され
る。この放射により、伝播空間(21)の騒音(11)は、
反転音により良好に低減される。
On the other hand, the predicted noise signal is input to the digital filter (41) and the adaptive algorithm execution circuit (44). Then, the digital filter (41) generates an inverted sound signal having a phase opposite to that of the predicted noise signal and having the same amplitude. This inverted sound signal is generated by the inverted sound emitting means (3
The reverse sound is output to 1) and is emitted to the propagation space (21). Due to this radiation, the noise (11) in the propagation space (21)
Good reduction due to inversion sound.

【0018】更に、反転音で減衰した騒音レベル、つま
り、誤差が誤差検出手段(32)により検出され、誤差信
号が適応アルゴリズム実行回路(44)に入力される。こ
の誤差信号と上記予測騒音信号とに基づいてデジタルフ
ィルタ(41)のフィルタ係数が適応アルゴリズム実行回
路(44)によって逐次更新される。このフィルタ係数の
更新により、デジタルフィルタ(41)による反転音信号
の生成が騒音(11)に対して経時的に精度良く行われ、
騒音(11)が最も良好に低減される。
Further, the noise level attenuated by the inversion sound, that is, the error is detected by the error detecting means (32), and the error signal is input to the adaptive algorithm execution circuit (44). The filter coefficient of the digital filter (41) is sequentially updated by the adaptive algorithm execution circuit (44) based on the error signal and the predicted noise signal. By updating this filter coefficient, the inverted sound signal is generated by the digital filter (41) with respect to the noise (11) with high accuracy over time,
Noise (11) is best reduced.

【0019】[0019]

【発明の効果】従って、請求項1に係る発明によれば、
騒音信号を予測するようにしたために、騒音検出手段
(30)と反転音放射手段(31)との間の距離を予測時間
に対応した分だけ短縮することができるので、装置全体
のコンパクト化を図ることができる。この結果、設置の
自由度を向上させることができ、適用範囲の拡大を図る
ことができる。
Therefore, according to the first aspect of the present invention,
Since the noise signal is predicted, the distance between the noise detecting means (30) and the reversal sound emitting means (31) can be shortened by the amount corresponding to the prediction time. Can be planned. As a result, the degree of freedom of installation can be improved and the range of application can be expanded.

【0020】また、請求項2及び請求項3に係る発明に
よれば、予測手段(50)が1サンプリング先の騒音(1
1)を予測するようにしたために、重み係数を更新する
ためのデータ処理回路(51)を省略することができるの
で、予測器(50)の構成を簡略化することができる。
Further, according to the inventions according to claims 2 and 3, the predicting means (50) has a noise (1
Since the above 1) is predicted, the data processing circuit (51) for updating the weighting factor can be omitted, so that the configuration of the predictor (50) can be simplified.

【0021】また、請求項4に係る発明によれば、時系
列データのカオスを判定する相間次元に基づいてニュー
ラルネットワークにおける入力層のユニット数を設定す
るようにしたために、決定論的関係をニューラルネット
ワークで表現することが容易となり、予測騒音信号の正
確性を向上させることができる。この結果、騒音(11)
の減衰レベルを向上させることができる。
According to the invention of claim 4, since the number of units of the input layer in the neural network is set based on the interphase dimension for determining the chaos of the time series data, the deterministic relationship is determined by the neural network. It becomes easy to express in the network, and the accuracy of the predicted noise signal can be improved. This results in noise (11)
The attenuation level of can be improved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態1】以下、本発明の実施形態1を図
面に基づいて詳細に説明する。
Embodiment 1 of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図2に示すように、アクティブ消音装置
(10)は、空調用ダクト(20)内の騒音(11)を消音す
るものであり、該ダクト(20)の内部には、図2の左端
に位置する騒音源(図示省略)から騒音(11)が伝播す
る伝播空間(21)が形成されている。
As shown in FIG. 2, the active silencer (10) silences the noise (11) in the air conditioning duct (20), and the inside of the duct (20) of FIG. A propagation space (21) in which noise (11) propagates from a noise source (not shown) located at the left end is formed.

【0024】上記ダクト(20)には、図2の矢符で示す
伝播空間(21)における騒音(11)の伝播方向の上流側
から下流側に向かって検出マイクロフォン(30)とスピ
ーカ(31)とモニタマイクロフォン(32)とが順に配置
されている。該検出マイクロフォン(30)は、伝播空間
(21)における騒音(11)を検出する騒音検出手段を構
成しており、エリアシング防止用ローパスフィルタ(図
示省略)を介して騒音信号をコントローラ(40)に出力
する。
In the duct (20), the detection microphone (30) and the speaker (31) are located from the upstream side to the downstream side in the propagation direction of the noise (11) in the propagation space (21) shown by the arrow in FIG. And a monitor microphone (32) are arranged in that order. The detection microphone (30) constitutes noise detection means for detecting the noise (11) in the propagation space (21), and a noise signal is controlled by a controller (40) through a low-pass filter (not shown) for preventing aliasing. Output to.

【0025】上記スピーカ(31)は、コントローラ(4
0)からの反転音信号をエリアシング防止用ローパスフ
ィルタ(図示省略)を介して受け、騒音(11)とは逆位
相でかつ同振幅の反転音を上記伝播空間(21)に放射す
るための付加音源であって、反転音放射手段を構成して
いる。
The speaker (31) is connected to the controller (4
0) for receiving a reversal sound signal from a low-pass filter (not shown) for preventing aliasing, and for radiating a reversal sound having a phase opposite to that of the noise (11) and the same amplitude to the propagation space (21). It is an additional sound source and constitutes an inverted sound emitting means.

【0026】上記モニタマイクロフォン(32)は、所定
の観測点に配置され、上記スピーカ(31)から放射され
た反転音の作用により低減された騒音(11)の低減音レ
ベルをその観測点で検出し、エリアシング防止用ローパ
スフィルタ(図示省略)を介して誤差信号を出力する誤
差検出手段を構成している。つまり、該モニタマイクロ
フォン(32)は、スピーカ(31)からの反転音と騒音
(11)との誤差を検出して誤差信号を出力する。
The monitor microphone (32) is arranged at a predetermined observation point and detects at the observation point the reduced sound level of the noise (11) reduced by the action of the reversal sound emitted from the speaker (31). In addition, an error detection unit that outputs an error signal via a low-pass filter (not shown) for preventing aliasing is configured. That is, the monitor microphone (32) detects an error between the inverted sound from the speaker (31) and the noise (11) and outputs an error signal.

【0027】上記コントローラ(40)は、騒音(11)と
は逆位相でかつ同振幅の反転音信号を生成するためのも
ので、上記スピーカ(31)への反転音信号がD/A変換
器(図示せず)等を介して出力されると共に、検出マイ
クロフォン(30)の騒音信号とモニタマイクロフォン
(32)の誤差信号がA/D変換器(図示せず)等を介し
て入力されている。
The controller (40) is for generating an inverted sound signal having a phase opposite to that of the noise (11) and having the same amplitude. The inverted sound signal to the speaker (31) is a D / A converter. (Not shown) and the like, and at the same time, the noise signal of the detection microphone (30) and the error signal of the monitor microphone (32) are input via the A / D converter (not shown) and the like. .

【0028】そして、該コントローラ(40)には、適応
型FIRフィルタ(41)と、第1補正フィルタ(42)及
び第2補正フィルタ(43)とを備えると共に、適応アル
ゴリズム実行回路(44)と、本発明の特徴とする予測器
(50)とを備え、上記検出マイクロフォン(30)が出力
する騒音信号が加算回路(45)を介して予測器(50)に
入力されている。
The controller (40) includes an adaptive FIR filter (41), a first correction filter (42) and a second correction filter (43), and an adaptive algorithm execution circuit (44). The noise signal output from the detection microphone (30) is input to the predictor (50) via the adder circuit (45).

【0029】該適応型FIRフィルタ(41)は、後述す
る予測器(50)が出力する予測騒音信号を受け、該予測
騒音信号とは基本的に逆位相で同振幅の反転音信号を生
成するデジタルフィルタを構成している。
The adaptive FIR filter (41) receives a predictive noise signal output from a predictor (50) described later, and basically generates a reversal sound signal having the same amplitude and a reverse phase to the predictive noise signal. It constitutes a digital filter.

【0030】また、上記第1補正フィルタ(42)は、ス
ピーカ(31)から放射された反転音がモニタマイクロフ
ォン(32)に入力するエラーパス(3c)が存するので、
後述する予測器(50)の予測騒音信号を受け、該予測騒
音信号に対して反転音の出力からエラーパス(3c)まで
の伝達関数に関する補正している。具体的に、第1補正
フィルタ(42)は、反転音信号がスピーカ(31)からモ
ニタマイクロフォン(32)に入力されるのに要する伝播
時間だけ予測騒音信号を予め所定時間遅延させると共
に、波形減衰等を考慮したフィルタであって、スピーカ
(31)とモニタマイクロフォン(32)との間の伝達関数
を有するFIRフィルタで構成されている。
Further, in the first correction filter (42), there is an error path (3c) in which the inverted sound radiated from the speaker (31) is input to the monitor microphone (32).
The predictive noise signal of the predictor (50) described later is received, and the predictive noise signal is corrected with respect to the transfer function from the output of the inverted sound to the error path (3c). Specifically, the first correction filter (42) delays the predicted noise signal in advance for a predetermined time by the propagation time required for the inverted sound signal to be input from the speaker (31) to the monitor microphone (32), and also attenuates the waveform. The filter is a FIR filter having a transfer function between the speaker (31) and the monitor microphone (32).

【0031】上記第2補正フィルタ(43)は、スピーカ
(31)から放射された反転音が検出マイクロフォン(3
0)に伝播するフィードバックパス(3b)が存するの
で、このフィードバックパス(3b)によってハウリング
が発生するのを防ぐためのフィルタである。具体的に、
第2補正フィルタ(43)は、適応型FIRフィルタ(4
1)の反転音信号をフィルタ処理して加算回路(45)に
フィードバックしており、反転音の出力からフィードバ
ックパス(3b)までの伝達関数を有するFIRフィルタ
で構成されている。
The second correction filter (43) detects the inverted sound radiated from the speaker (31) and detects the inverted sound (3).
Since there is a feedback path (3b) propagating to (0), it is a filter for preventing howling from occurring due to this feedback path (3b). Specifically,
The second correction filter (43) is an adaptive FIR filter (4
The inverted sound signal of 1) is filtered and fed back to the addition circuit (45), and is composed of an FIR filter having a transfer function from the output of the inverted sound to the feedback path (3b).

【0032】上記適応アルゴリズム実行回路(44)は、
最小二乗平均法(LMS;LeastMean Square)アルゴリ
ズムによる適応制御を行うように構成されている。該適
応アルゴリズム実行回路(44)は、第1補正フィルタ
(42)を通して受ける予測騒音信号を遅延した信号と、
モニタマイクロフォン(32)から出力される誤差信号と
に基づき、騒音信号と反転音との誤差が低下するように
LMSによって適応型FIRフィルタ(41)のフィルタ
係数を更新し、反転音信号を補正して適応制御してい
る。
The adaptive algorithm execution circuit (44) is
It is configured to perform adaptive control by a least mean square method (LMS; Least Mean Square) algorithm. The adaptive algorithm execution circuit (44) is a signal obtained by delaying the predicted noise signal received through the first correction filter (42),
Based on the error signal output from the monitor microphone (32), the filter coefficient of the adaptive FIR filter (41) is updated by LMS so that the error between the noise signal and the inverted sound is reduced, and the inverted sound signal is corrected. Adaptive control.

【0033】一方、上記予測器(50)は、本発明の特徴
とするところであって、1サンプリング先の騒音信号を
予測して出力する予測手段を構成し、図3に示すよう
に、データ処理回路(51)と係数演算回路(52)とを備
えている。
On the other hand, the predictor (50), which is a feature of the present invention, constitutes a predicting means for predicting and outputting a noise signal at one sampling destination, and as shown in FIG. A circuit (51) and a coefficient calculation circuit (52) are provided.

【0034】上記データ処理回路(51)は、加算回路
(45)を介して検出マイクロフォン(30)からの騒音信
号を受け、該騒音信号である時系列データをニューラル
ネットワークに基づいて処理しており、現在サンプリン
グした騒音(11)に対して時間的に1サンプリング先の
騒音信号を予測して時系列予測データである予測騒音信
号を出力するように構成されている。
The data processing circuit (51) receives the noise signal from the detection microphone (30) via the adding circuit (45) and processes the time-series data which is the noise signal based on a neural network. The noise signal at one sampling destination is temporally predicted with respect to the currently sampled noise (11), and the predicted noise signal that is time-series prediction data is output.

【0035】上記係数演算回路(52)は、データ処理回
路(51)におけるニューラルネットワークの重み係数を
演算する回路であって、予測騒音信号と騒音信号との誤
差信号が比較回路(53)から入力されている。つまり、
データ処理回路(51)が出力する予測騒音信号は、1サ
ンプリング先の騒音信号に対応しているので、該予測騒
音信号を遅延回路(54)によって1サンプリングだけ遅
延させた後、検出マイクロフォン(30)からの騒音信号
とを比較回路(53)が比較して誤差信号を出力する。こ
の誤差信号を係数演算回路(52)が受けて重み係数を演
算して係数信号をデータ処理回路(51)に出力してい
る。そして、上記データ処理回路(51)は、重み係数を
調節して予測騒音信号を出力している。
The coefficient calculation circuit (52) is a circuit for calculating the weighting coefficient of the neural network in the data processing circuit (51), and the error signal between the predicted noise signal and the noise signal is input from the comparison circuit (53). Has been done. That is,
The predicted noise signal output from the data processing circuit (51) corresponds to the noise signal at one sampling destination. Therefore, the predicted noise signal is delayed by one sampling by the delay circuit (54), and then the detection microphone (30 The noise signal from () is compared by the comparison circuit (53) and an error signal is output. The coefficient calculation circuit (52) receives the error signal, calculates the weighting coefficient, and outputs the coefficient signal to the data processing circuit (51). Then, the data processing circuit (51) adjusts the weighting coefficient and outputs the predicted noise signal.

【0036】−予測原理− そこで、上記騒音(11)を予測する基本的原理について
説明する。
-Prediction Principle- Therefore, the basic principle for predicting the noise (11) will be described.

【0037】先ず、騒音(11)を予測するに当り、ダク
ト(20)を伝播する騒音(11)、つまり、ファン騒音
(11)の周波数特性を分析すると、図7に示すようにな
る。つまり、この図7から明らかなように、ファン騒音
(11)の場合、500Hz以下の低周波数の騒音(11)が
多く含まれていることが分る。
First, in predicting the noise (11), the frequency characteristic of the noise (11) propagating through the duct (20), that is, the fan noise (11) is analyzed, and the result is shown in FIG. That is, as is clear from FIG. 7, it can be seen that the fan noise (11) contains a lot of low-frequency noise (11) of 500 Hz or less.

【0038】この低周波数成分が多いということは、騒
音(11)の位相に関する時間変動が穏やかであるといえ
る。したがって、短時間であれば、精度の良い予測が可
能である。
Since there are many low frequency components, it can be said that the time variation with respect to the phase of the noise (11) is gentle. Therefore, accurate prediction is possible in a short time.

【0039】一方、上記ニューラルネットワークは、画
像認識での利用に代表されるように、パターンの認識に
有効であり、低周波成分を多く含む時系列データは、短
時間であれば、パターン変動が小さいので、ニューラル
ネットワークを用いれば、そのパターン認識特性による
比較的精度の良い時系列データの予測が期待できる。し
たがって、上記騒音(11)であるファン騒音は、ニュー
ラルネットワークによって予測が可能といえる。
On the other hand, the above-mentioned neural network is effective for pattern recognition, as represented by the use in image recognition, and time-series data containing many low-frequency components causes pattern fluctuations in a short time. Since it is small, it can be expected that the neural network is used to predict the time series data with relatively high accuracy based on the pattern recognition characteristics. Therefore, it can be said that the fan noise, which is the noise (11), can be predicted by the neural network.

【0040】しかし、上記ファン騒音(11)の時系列デ
ータは、図8に示す現象を呈し、ファン騒音(11)は、
図8から何らの性質も見出だせないことから、従来、ラ
ンダム音として考えられていた。
However, the time-series data of the fan noise (11) exhibits the phenomenon shown in FIG. 8, and the fan noise (11) is
Since no property can be found from FIG. 8, it was conventionally considered as a random sound.

【0041】本願発明者らは、騒音(11)について鋭意
研究した結果、低周波のファン騒音(11)がカオスであ
る点を新たに見出だし、本発明を成すに至ったのであ
る。そこで、このカオスに関する考察について説明す
る。
As a result of earnest research on the noise (11), the inventors of the present invention newly found that the low-frequency fan noise (11) was chaotic, and completed the present invention. Therefore, the consideration regarding this chaos will be explained.

【0042】第1として再構成軌道について説明する。
時系列データのカオス的振舞いを調べるために2次元平
面の埋め込み空間を考える。つまり、上記騒音(11)の
時系列データについて、ある時間のデータX(t) と、該
データX(t) より所定時間T(遅れ時間)だけ時間的に
進んだデータX(t+T) とをとり、このX(t) とX(t+T)
とを2軸とする2次元平面(埋め込み空間)を考える
と、時間tの変化に伴う点|X(t) ,X(t+T) |の軌道
は、図9に示すようになる。図8の騒音(11)が全くの
ランダムであれば、点|X(t) ,X(t+T) |は分散する
ことになるが、上記図9から明らかなように、点|X
(t) ,X(t+T) |の軌道は、分散せずに所定の範囲に限
られており、カオス的であると考えられる。
First, the reconstructed trajectory will be described.
To investigate the chaotic behavior of time series data, consider a two-dimensional plane embedding space. That is, regarding the time-series data of the noise (11), the data X (t) at a certain time and the data X (t + T) temporally advanced from the data X (t) by a predetermined time T (delay time). And take this X (t) and X (t + T)
Considering a two-dimensional plane (embedded space) having two and as two axes, the trajectories of points | X (t) and X (t + T) | with the change of time t are as shown in FIG. If the noise (11) in FIG. 8 is completely random, the points | X (t) and X (t + T) | will be dispersed, but as is clear from FIG.
The orbits of (t) and X (t + T) | are not dispersed and are limited to a predetermined range, and are considered chaotic.

【0043】第2にリアプノフ指数について説明する。
該リアプノフ指数は、位相空間内において、基準軌道に
近接した軌道が時間と共に離れていく程度を表す量であ
り、リアプノフ指数の正負によってカオス性を判定する
ことができる。上記リアプノフ指数λは、図10に示す
ように、ウォルフ(Wolf)アルゴリズムを用い、位相空
間上の時刻tにおける基準点Xi(t)と、このXi(t)に最
も近接した点Yi(t)とを求めた後、この2点の時間変化
を追いながら、τ間隔の距離の比を算出し、この多くの
ペア|Xi(t),Yi(t)|について平均させて求められ、
次式(1)で表される。尚、次式(1)における‖…‖
はベクトルの長さを表している。
Second, the Lyapunov exponent will be described.
The Lyapunov exponent is a quantity that represents the degree to which orbits close to the reference orbit become separated with time in the phase space, and chaoticity can be determined by the positive or negative of the Lyapunov exponent. As shown in FIG. 10, the Lyapunov exponent λ uses the Wolf algorithm and the reference point Xi (t) at the time t in the phase space and the point Yi (t) closest to the reference point Xi (t). Then, by calculating the ratio of the distances of τ intervals while following the time change of these two points and averaging over many pairs | Xi (t), Yi (t) |
It is expressed by the following equation (1). It should be noted that ‖… ‖ in the following equation (1)
Represents the length of the vector.

【0044】[0044]

【式1】 (Equation 1)

【0045】このリアプノフ指数λが零よりも小さい場
合(λ≦0)、離れる量が零又は小さくなっているの
で、運動が点アトラクタ又は周期アトラクタであること
を示し、リアプノフ指数λが零よりも大きい場合(λ>
0)、カオス性を有していることになる。尚、リアプノ
フ指数λが零よりも相当大きい場合には、離れる量が大
き過ぎることになり、ランダム現象を示すことになる。
When this Lyapunov exponent λ is smaller than zero (λ ≦ 0), the amount of separation is zero or small, which indicates that the motion is a point attractor or periodic attractor, and the Lyapunov exponent λ is smaller than zero. When larger (λ>
0), it has chaos. If the Lyapunov exponent λ is considerably larger than zero, the amount of separation is too large, indicating a random phenomenon.

【0046】上記図8に示す騒音(11)の時系列データ
に対するリアプノフ指数λの評価は図11に示すように
なる。この図11から明らかなように、騒音(11)の時
系列データに対するリアプノフ指数λは、約0.003
に収束しており、上記騒音(11)はカオスであるといえ
る。
The evaluation of the Lyapunov exponent λ for the time series data of the noise (11) shown in FIG. 8 is as shown in FIG. As is clear from FIG. 11, the Lyapunov exponent λ for the time series data of the noise (11) is about 0.003.
It can be said that the above noise (11) is chaotic.

【0047】第3に相間次元について説明する。位相空
間内での奇妙なアトラクタを特徴付ける量としてフラク
タル次元がある。このフラクタル次元は、通常の次元と
呼ばれる整数値のみを扱う位相次元とは異なり、非整数
値(少数値)まで拡張された次元をいう。このフラクタ
ル次元を求める1手法に、グロスバーガー(P.Grassber
ger)とプロカチア(I.Procaccia)とによって提案された
相間次元があり、この相関次元は、相関積分C(r) を利
用して次式(2)で求められる。尚、次式(2)におけ
る‖…‖はベクトルの長さを表している。
Third, the interphase dimension will be described. A fractal dimension is a quantity that characterizes a strange attractor in a phase space. This fractal dimension is a dimension that is extended to a non-integer value (decimal value), unlike a topological dimension that handles only integer values, which is called a normal dimension. One method for obtaining this fractal dimension is to use Grossberger (P. Grassber
ger) and Procaccia (I. Procaccia), and the correlation dimension is obtained by the following equation (2) using the correlation integral C (r). In the following equation (2), ‖ ... ‖ represents the length of the vector.

【0048】[0048]

【式2】 (Equation 2)

【0049】上式(2)においてけるH(α)はヘビサ
イド関数であって、次式(3)の通りである。
H (α) in the above equation (2) is a Heaviside function, and is represented by the following equation (3).

【0050】[0050]

【式3】 (Equation 3)

【0051】上記式(2)によって計算された相関積分
C(r) が、半径rの適当な範囲で、次式(4)に示す関
係が得られると考えられる。
It is considered that the correlation integral C (r) calculated by the above equation (2) can obtain the relationship shown in the following equation (4) within an appropriate range of the radius r.

【0052】[0052]

【式4】 (Equation 4)

【0053】ここで、ν(D) は相間指数である。この相
間指数ν(D) は、横軸に半径 logr、縦軸に相関積分 l
ogC(r) をとってプロットしたグラフにおいて、適当な
半径rの範囲内での直線部分の傾きによって求められ
る。
Here, ν (D) is an interphase index. This phase index ν (D) is the radius logr on the horizontal axis and the correlation integral l on the vertical axis.
In the graph plotted by taking ogC (r), it is determined by the slope of the straight line portion within the range of an appropriate radius r.

【0054】そして、埋め込み次元Dを逐次増やしなが
ら相関積分C(r) を計算し、相間指数ν(D) を求める。
実際のアトラクタを埋め込むに必要な次元Dを越えるま
で相間指数ν(D) は増加するが、やがて飽和する。すわ
なち、漸近してゆく値Dcorrが相間次元となり、この相
間次元Dcorrの値が少数を含む非整数値であれば、カオ
ス性を有しているといえる。
Then, the correlation integral C (r) is calculated while successively increasing the embedding dimension D, and the interphase exponent ν (D) is obtained.
The interphase exponent ν (D) increases until it exceeds the dimension D required for embedding the actual attractor, but eventually saturates. That is, the asymptotic value Dcorr becomes the interphase dimension, and if the value of the interphase dimension Dcorr is a non-integer value including a small number, it can be said to have chaotic properties.

【0055】そこで、図8に示すファン騒音(11)の時
系列データについて、半径 logrに対する相関積分 log
C(r) を求めると、図12に示すようになり、埋め込み
次元Dに対する相間指数ν(D) を求めると、図13に示
すようになる。この図13からファン騒音(11)の相間
次元Dcorrは、3と4との非整数値である。
Therefore, with respect to the time series data of the fan noise (11) shown in FIG. 8, the correlation integral log with respect to the radius logr
When C (r) is obtained, it becomes as shown in FIG. 12, and when the interphase index ν (D) for the embedding dimension D is obtained, it becomes as shown in FIG. From this FIG. 13, the interphase dimension Dcorr of the fan noise (11) is a non-integer value of 3 and 4.

【0056】以上の結果から、ファン騒音(11)は決定
論的カオスであると判定することができる。ファン騒音
(11)にカオス性がある場合、何らかの決定論的関係が
あると考えられるので、この決定論的関係をニューラル
ネットワークで表現することが可能であれば、騒音(1
1)の時系列データの予測が可能となる。
From the above results, it can be determined that the fan noise (11) is deterministic chaos. If the fan noise (11) has chaoticity, it is considered that there is some deterministic relationship. Therefore, if this deterministic relationship can be expressed by a neural network, noise (1
It is possible to predict the time series data of 1).

【0057】この決定論的関係を再現するには、図13
から相間次元Dcorrの約2倍の次元を考える必要があ
る。つまり、図13の相間次元Dcorrは、埋め込み次元
Dが6〜7の値に収束しているので、6〜7次元の空間
を考える必要がある。
In order to reproduce this deterministic relationship, FIG.
Therefore, it is necessary to consider the dimension which is about twice as large as the interphase dimension Dcorr. That is, since the embedding dimension D of the interphase dimension Dcorr in FIG. 13 converges to a value of 6 to 7, it is necessary to consider a space of 6 to 7 dimensions.

【0058】例えば、アトラクタが直線で1次元である
場合、位相空間の次元である埋め込み次元Dを1から逐
次増やしていくと、相間指数ν(D) は1次元で飽和し、
埋め込み次元Dを1以上に増やしても相間指数ν(D) は
1次元で相間次元Dcorrは1次元となる。また、アトラ
クタがトーラスで3次元である場合、位相空間の次元で
ある埋め込み次元Dを1から逐次増やしていくと、相間
指数ν(D) は3次元で飽和し、埋め込み次元Dを3以上
に増やしても相間指数ν(D) は3次元で相間次元Dcorr
は3次元となる。
For example, when the attractor is a straight line and is one-dimensional, if the embedding dimension D, which is the dimension of the phase space, is successively increased from 1, the interphase exponent ν (D) saturates in one dimension.
Even if the embedding dimension D is increased to 1 or more, the interphase index ν (D) is one-dimensional and the interphase dimension Dcorr is one-dimensional. If the attractor is a torus with three dimensions and the embedding dimension D, which is the dimension of the phase space, is successively increased from 1, the interphase exponent ν (D) becomes saturated in three dimensions, and the embedding dimension D becomes 3 or more. Even if it is increased, the correlation index ν (D) is three-dimensional and the correlation dimension Dcorr
Is three-dimensional.

【0059】したがって、上記ファン騒音(11)の場
合、決定論的関係を6〜7次元の位相空間で再現するこ
とができると考えられるので、ニューラルネットワーク
の入力層におけるユニット数を6以上に設定することが
望ましいと考えられる。
Therefore, in the case of the fan noise (11), it is considered that the deterministic relationship can be reproduced in the 6 to 7-dimensional phase space, so the number of units in the input layer of the neural network is set to 6 or more. It is considered desirable to do this.

【0060】−ニューラルネットワークの適用原理− 次に、ニューラルネットワークを予測器(50)に適用す
るようにした理由について図20〜図24に基づき説明
する。尚、本実施形態と同一部分については、同一符号
で示している。
-Principle of Application of Neural Network- Next, the reason why the neural network is applied to the predictor (50) will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the present embodiment are indicated by the same reference numerals.

【0061】先ず、図20は、従来の適応フィルタ(4
A)を用いたアクティブ消音装置(10)のシステム構成
を示しており、適応フィルタ(4A)は、検出マイクロフ
ォン(30)の騒音信号を受けて反転音信号を生成し、ス
ピーカ(31)が反転音を放射する一方、モニタマイクロ
ファンが騒音(11)と反転音と誤差信号を適応フィルタ
(4A)に出力している。尚、上記スピーカ(31)から放
射される反転音のうち、検出マイクロフォン(30)に伝
播するフィードバックパス(3b)が存在するので、反転
音の出力からフィードバックパス(3b)までの伝達関数
に関する補正を行うために、第2補正フィルタ(43)が
騒音信号に反転音信号に基づく補正信号を加算してい
る。
First, FIG. 20 shows a conventional adaptive filter (4
The system configuration of the active muffler (10) using A) is shown. The adaptive filter (4A) receives the noise signal of the detection microphone (30) and generates an inverted sound signal, and the speaker (31) inverts it. While radiating sound, the monitor micro fan outputs noise (11), inverted sound and error signal to the adaptive filter (4A). Since there is a feedback path (3b) that propagates to the detection microphone (30) in the reversal sound radiated from the speaker (31), correction of the transfer function from the reversal sound output to the feedback path (3b) is performed. In order to perform the above, the second correction filter (43) adds the correction signal based on the inverted sound signal to the noise signal.

【0062】上記適応フィルタ(4A)は、図21に示す
ように、騒音信号である入力信号が入力する適応型FI
Rフィルタ(41)と適応アルゴリズム実行回路(44)と
を備え、反転音信号と所望信号である騒音信号との誤差
信号が適応アルゴリズム実行回路(44)に入力されてい
る。この誤差信号に基づいて適応型FIRフィルタ(4
1)のフィルタ係数を適応アルゴリズム実行回路(44)
が更新している。
As shown in FIG. 21, the adaptive filter (4A) is an adaptive FI that receives an input signal which is a noise signal.
An R filter (41) and an adaptive algorithm execution circuit (44) are provided, and an error signal between the inverted sound signal and a desired noise signal is input to the adaptive algorithm execution circuit (44). Based on this error signal, the adaptive FIR filter (4
Adaptive filter algorithm execution circuit (44)
Has been updated.

【0063】また、上記反転音のうちモニタマイクに検
出されるエラーパス(3c)が存在するので、適応フィル
タ(4A)を正確に作動させるために、図22に示すよう
に、反転音の出力からエラーパス(3c)までの伝達関数
Cの存在を打ち消すために伝達関数の逆関数C-1の特性
を有するフィルタ(F1)を設ける必要がある。
Since there is an error path (3c) detected by the monitor microphone in the above-mentioned reversed sound, in order to operate the adaptive filter (4A) accurately, as shown in FIG. It is necessary to provide a filter (F1) having the characteristic of the inverse function C −1 of the transfer function in order to cancel the existence of the transfer function C from to the error path (3c).

【0064】しかしながら、この逆関数C-1を求めるこ
とは、時間的に予測を行う必要があることから困難であ
るため、図23に示すように、伝達関数Cに相当するフ
ィルタ(F2)を適応アルゴリズム実行回路(44)の入力
側に設置することになり、図24に示すように、従来の
アクティブ消音装置(10)は、第1補正フィルタ(42)
を適応アルゴリズム実行回路(44)の入力側に設けてい
る。
However, since it is difficult to obtain the inverse function C -1 because it is necessary to make a prediction in terms of time, a filter (F2) corresponding to the transfer function C is used as shown in FIG. Since it is installed on the input side of the adaptive algorithm execution circuit (44), as shown in FIG. 24, the conventional active silencer (10) includes the first correction filter (42).
Is provided on the input side of the adaptive algorithm execution circuit (44).

【0065】そこで、上述したように、騒音(11)を予
測する場合、適応型FIRフィルタ(41)にニューラル
ネットワークを適用することが考えられる。しかしなが
ら、適応型FIRフィルタ(41)に代えて、ニューラル
ネットワークを適用したデータ処理回路(51)をそのま
ま適用することができない。
Therefore, as described above, it is possible to apply a neural network to the adaptive FIR filter (41) when predicting the noise (11). However, the data processing circuit (51) to which the neural network is applied cannot be directly applied in place of the adaptive FIR filter (41).

【0066】つまり、上記ニューラルネットワークの重
み係数の更新にバックプロパゲーションアルゴリズムを
用いるが、バックプロパゲーション法による重み係数の
更新にFiltered-Xアルゴリズムを適用することができな
い。
That is, the backpropagation algorithm is used to update the weight coefficient of the neural network, but the Filtered-X algorithm cannot be applied to the update of the weight coefficient by the backpropagation method.

【0067】その理由は、Filtered-Xアルゴリズムは、
上述したように、スピーカ(31)の反転音出力からエラ
ーパス(3c)までの伝達関数Cの存在を補正するための
もので、最小二乗平均法(LMS)によりフィルタ係数
を算出しているので、上記伝達関数Cに関するフィルタ
(F2)である第1補正フィルタ(42)を入力側に設ける
ことにより伝達特性の影響を無くすることができる。
The reason is that the Filtered-X algorithm is
As described above, it is for correcting the existence of the transfer function C from the inverted sound output of the speaker (31) to the error path (3c), and the filter coefficient is calculated by the least mean square method (LMS). By providing the first correction filter (42), which is the filter (F2) related to the transfer function C, on the input side, the influence of the transfer characteristic can be eliminated.

【0068】ところが、ニューラルネットワークに用い
るバックプロパゲーションアルゴリズムは、多数の層を
有し、各層にに対して伝達関数Cに関する補正を行う必
要があることから、適用することが困難である。
However, the backpropagation algorithm used for the neural network has a large number of layers, and it is difficult to apply it because it is necessary to correct the transfer function C for each layer.

【0069】以上のことから、本願発明は、上述したよ
うに適応型FIRフィルタ(41)及び適応アルゴリズム
実行回路(44)の入力側に予測器(50)を設けるように
している。
From the above, according to the present invention, the predictor (50) is provided on the input side of the adaptive FIR filter (41) and the adaptive algorithm execution circuit (44) as described above.

【0070】ここで、上記ニューラルネットワークにお
けるバックプロパゲーションアルゴリズムによる学習方
法について説明する。
Here, a learning method by the back propagation algorithm in the neural network will be described.

【0071】図14に示すように、第m層i番目のユニ
ットへの入力の総和は、次式(5)で示される。
As shown in FIG. 14, the total sum of inputs to the i-th unit in the m-th layer is expressed by the following equation (5).

【0072】[0072]

【式5】 [Formula 5]

【0073】第m層i番目のユニットの出力は、非線形
変換Fにより次式(6)で示される。
The output of the i-th unit in the m-th layer is represented by the following equation (6) by the non-linear transformation F.

【0074】[0074]

【式6】 [Formula 6]

【0075】期待出力をdi (i=1,…,NM )とす
ると、ネット出力の自乗誤差Eの総和について、次式
(7)で定義する。
Assuming that the expected output is di (i = 1, ..., NM), the total sum of squared errors E of the net output is defined by the following equation (7).

【0076】[0076]

【式7】 [Formula 7]

【0077】この自乗誤差Eに関して最急降下法による
係数更新を考えると、係数更新式は次式(8)の通りと
なる。
Considering coefficient updating by the steepest descent method with respect to the squared error E, the coefficient updating equation is as shown in the following expression (8).

【0078】[0078]

【式8】 (Equation 8)

【0079】ここで、ηは一回の係数更新量を決めるパ
ラメータである。上記式(8)中の偏微分を求めるため
に、先ず、上記式(7)のyに関する偏微分を行うと、
次式(9)が求められる。
Here, η is a parameter that determines the amount of coefficient update once. In order to obtain the partial differential in the above equation (8), first, the partial differential with respect to y in the above equation (7) is performed.
The following equation (9) is obtained.

【0080】[0080]

【式9】 [Formula 9]

【0081】上記自乗誤差Eのxに関する偏微分は、次
式(10)の通りとなる。
The partial differential of the squared error E with respect to x is given by the following equation (10).

【0082】[0082]

【式10】 (Equation 10)

【0083】上記式(10)におけるyのxに関する偏
微分は、非線形関数の微分であるので、非線形関数とし
て次式(11)のシグモイド関数を定義すれば、式(1
2)の微分が得られる。
Since the partial differential of y with respect to x in the above equation (10) is the derivative of the non-linear function, if the sigmoid function of the following equation (11) is defined as the non-linear function, the equation (1
The derivative of 2) is obtained.

【0084】[0084]

【式11】 [Formula 11]

【0085】上記式(9),(10),(12)より次
式(13)が求められる。
From the above equations (9), (10) and (12), the following equation (13) is obtained.

【0086】[0086]

【式12】 (Equation 12)

【0087】ここで、上記式(1)より次式(14)が
求められる。
Here, the following equation (14) is obtained from the above equation (1).

【0088】[0088]

【式13】 (Equation 13)

【0089】したがって、目的の上記自乗誤差EのWに
関する偏微分は、上記式(13),(14)より次式
(15)として求められる。
Therefore, the target partial differentiation of the squared error E with respect to W is obtained from the above equations (13) and (14) as the following equation (15).

【0090】[0090]

【式14】 [Formula 14]

【0091】この式(15)は、予め与えられた入力に
対して計算されたユニット出力と予め与えられた期待出
力とを用いて計算することができ、第M層への重い更新
の実現が可能となる。
This equation (15) can be calculated using the unit output calculated for a given input and the expected output given in advance, so that a heavy update to the M-th layer can be realized. It will be possible.

【0092】一方、中間層の重み更新について検討す
る。先ず、第M−2層から第M−1層への重みに関する
係数更新について考える。この場合、期待出力が不明な
ので、上記式(9)に相当する式は求められない。この
ため、自乗誤差EのWに関する偏微分は、次式(16)
の関係となる。但し、紛らわしさを避けるために、ここ
では第M層、第M−1層及び第M−2層のユニットを区
別する添字をそれぞれi,j,kで示した。
On the other hand, the weight update of the intermediate layer will be examined. First, consideration will be given to the coefficient update regarding the weight from the M-2 layer to the M-1 layer. In this case, since the expected output is unknown, the equation corresponding to the above equation (9) cannot be obtained. Therefore, the partial differential of the squared error E with respect to W is expressed by the following equation (16).
It becomes a relationship. However, in order to avoid ambiguity, subscripts for distinguishing the units of the Mth layer, the M-1st layer, and the M-2nd layer are shown by i, j, and k, respectively.

【0093】[0093]

【式15】 (Equation 15)

【0094】上記式(16)は、式(13)の結果を用
いれば簡単に計算することができ、その結果、第M−2
層から第M−1層への重みに関する係数更新が可能とな
る。以下、同様の手順により順次入力層の方向に重みの
偏微分が計算でき、全ての係数更新が可能となる。
The above equation (16) can be easily calculated by using the result of the equation (13).
It is possible to update the coefficient related to the weight from the layer to the (M-1) th layer. After that, the partial differential of the weights can be calculated sequentially in the direction of the input layer by the same procedure, and all the coefficients can be updated.

【0095】上述の方法によってデータ処理回路(51)
の重み係数を更新することになるが、本実施形態におい
ては、上述したように、入力層のユニットの数を6以上
に設定する一方、出力層のユニット数は、予測騒音信号
を出力するのみであるので1つとなる。
Data processing circuit (51) by the method described above.
However, in the present embodiment, the number of units in the input layer is set to 6 or more, while the number of units in the output layer only outputs the predicted noise signal, as described above. Therefore, it becomes one.

【0096】−消音動作− 次に、上記アクティブ消音装置(10)の消音動作につい
て説明する。
-Silencer Operation- Next, the silencing operation of the active silencer (10) will be described.

【0097】先ず、ダクト(20)内の伝播空間(21)を
伝播する騒音(11)は、検出マイクロフォン(30)によ
り検出され、このマイクロフォン(30)にて検出した騒
音信号は、加算回路(45)を経て予測器(50)に入力さ
れる。該予測器(50)は、後述するように動作して予測
騒音信号を出力し、該予測騒音信号が適応型FIRフィ
ルタ(41)に入力される。
First, the noise (11) propagating in the propagation space (21) in the duct (20) is detected by the detection microphone (30), and the noise signal detected by this microphone (30) is added by the addition circuit ( It is input to the predictor (50) via 45). The predictor (50) operates as described below to output a predicted noise signal, and the predicted noise signal is input to the adaptive FIR filter (41).

【0098】また、上記予測騒音信号は、第1補正フィ
ルタ(42)で所定時間だけの遅延処理等が行われて適応
アルゴリズム実行回路(44)に入力されている。一方、
上記適応型FIRフィルタ(41)においては、予測騒音
信号と逆位相で且つ同振幅の反転音信号を生成する。こ
の反転音信号がスピーカ(31)に出力され、該スピーカ
(31)から反転音が伝播空間(21)に放射される。この
放射により、ダクト(20)内の騒音(11)は、スピーカ
(31)から放射された反転音により良好に低減されるこ
とになる。
The predicted noise signal is delayed by the first correction filter (42) for a predetermined time or the like, and then input to the adaptive algorithm execution circuit (44). on the other hand,
In the adaptive FIR filter (41), an inverted sound signal having a phase opposite to that of the predicted noise signal and the same amplitude is generated. This inverted sound signal is output to the speaker (31), and the inverted sound is radiated from the speaker (31) to the propagation space (21). Due to this radiation, the noise (11) in the duct (20) is satisfactorily reduced by the reversal sound radiated from the speaker (31).

【0099】更に、反転音で減衰した騒音レベル、つま
り、誤差がモニタマイクロフォン(32)により検出さ
れ、誤差信号が適応アルゴリズム実行回路(44)に入力
される。この誤差信号と上記第1補正フィルタ(42)か
らの予測騒音信号とに基づいて適応型FIRフィルタ
(41)のフィルタ係数が適応アルゴリズム実行回路(4
4)によって逐次更新される。このフィルタ係数の更新
により、適応型FIRフィルタ(41)による反転音信号
の生成がダクト(20)内の騒音(11)に対して経時的に
精度良く行われ、ダクト(20)内の騒音(11)が最も良
好に低減される。
Further, the noise level attenuated by the inversion sound, that is, the error is detected by the monitor microphone (32), and the error signal is input to the adaptive algorithm execution circuit (44). Based on this error signal and the predicted noise signal from the first correction filter (42), the filter coefficient of the adaptive FIR filter (41) is changed to the adaptive algorithm execution circuit (4
It is updated sequentially by 4). By updating this filter coefficient, the inversion sound signal is generated by the adaptive FIR filter (41) with respect to the noise (11) in the duct (20) with high accuracy over time, and the noise in the duct (20) ( 11) is best reduced.

【0100】この消音動作時において、加算回路(45)
は、上記適応型FIRフィルタ(41)が出力する反転音
信号が入力して該反転音信号を騒音信号から差し引き、
上記スピーカ(31)から放射された反転音が検出マイク
ロフォン(30)に伝播することによるハウリングの発生
を防止している。
At the time of this silencing operation, the adding circuit (45)
Is input with the inverted sound signal output from the adaptive FIR filter (41) and subtracts the inverted sound signal from the noise signal,
Howling is prevented from occurring due to the inversion sound radiated from the speaker (31) propagating to the detection microphone (30).

【0101】次に、上記予測器(50)の予測動作につい
て、図4の制御フローに基づいて説明する。先ず、ステ
ップST1において、データ処理回路(51)が入力信号を
取得し、つまり、検出マイクロフォン(30)からの騒音
信号をデータ処理回路(51)が加算回路(45)を介して
取得する。
Next, the prediction operation of the predictor (50) will be described based on the control flow of FIG. First, in step ST1, the data processing circuit (51) acquires an input signal, that is, the noise signal from the detection microphone (30) is acquired by the data processing circuit (51) via the addition circuit (45).

【0102】続いて、ステップST2に移り、上記データ
処理回路(51)が予測騒音信号を出力し、該予測騒音信
号を適応型FIRフィルタ(41)等が受信する一方、予
測騒音信号が遅延回路(54)によって1サンプリングタ
イムだけ遅延され。そして、ステップST4に移り、上記
遅延された予測騒音信号と騒音信号とを比較回路(53)
が比較して誤算信号を係数演算回路(52)に出力する。
Subsequently, in step ST2, the data processing circuit (51) outputs the predicted noise signal, and the adaptive FIR filter (41) or the like receives the predicted noise signal, while the predicted noise signal is delayed by the delay circuit. Delayed by one sampling time by (54). Then, the process proceeds to step ST4 to compare the delayed predicted noise signal with the noise signal (53).
Compares and outputs a miscalculation signal to the coefficient calculation circuit (52).

【0103】その後、ステップST5に移り、係数演算回
路(52)が、上述した式(5)〜(16)に基づきニュ
ーラルネットワークの重み係数を演算して係数信号をデ
ータ処理回路(51)に出力する。そして、ステップST6
に移り、次のサンプリングまで待った後、上記ステップ
ST1に戻り、上述の動作を繰り返してデータ処理回路
(51)が1サンプリング先の予測騒音信号を出力すると
共に、係数演算回路(52)がニューラルネットワークの
重み係数を更新する一方、上記予測騒音信号に基づいて
反転音信号が生成される。
Then, the process proceeds to step ST5, and the coefficient calculation circuit (52) calculates the weighting coefficient of the neural network based on the above equations (5) to (16) and outputs the coefficient signal to the data processing circuit (51). To do. And step ST6
And wait until the next sampling, then follow the steps above
Returning to ST1, the above-described operation is repeated, and the data processing circuit (51) outputs the predicted noise signal of one sampling destination, and the coefficient calculation circuit (52) updates the weighting coefficient of the neural network, while the predicted noise signal is calculated. An inverted sound signal is generated based on

【0104】−消音結果− 次に、上述した予測器(50)を備えたアクティブ消音装
置(10)の消音実験結果について説明する。
-Muffling Result- Next, the result of the muffling experiment of the active muffling apparatus (10) including the above-described predictor (50) will be described.

【0105】先ず、本実験は、図15に示すアクティブ
消音装置(10)に行った。このアクティブ消音装置(1
0)は、検出マイクロフォン(30)、スピーカ(31)及
びモニタマイクロフォン(32)とコントローラ(40)と
の間にアンプ(33,34,35)及びアナログフィルタ(3
6,37,38)を設ける一方、加算回路(45)の入力側に
遅延バッファ(46)を設けている。
First, this experiment was conducted on the active silencer (10) shown in FIG. This active silencer (1
0) is an amplifier (33, 34, 35) and an analog filter (3) between the detection microphone (30), the speaker (31) and the monitor microphone (32) and the controller (40).
6, 37, 38) and a delay buffer (46) on the input side of the adder circuit (45).

【0106】この遅延バッファ(46)は、検出マイクロ
フォン(30)とスピーカ(31)との距離を短縮する代り
に、該検出マイクロフォン(30)の騒音信号を遅延させ
るもので、騒音信号をそのまま待機させ、定められたサ
ンプリング回数の経過後に騒音信号を出力するように構
成されている。尚、本実験は、サンプリング周波数を6
kHz とし、予測器(50)のニューラルネットワークは1
つの中間層を備えた3層としている。また、第1補正フ
ィルタ(42)は省略している。
The delay buffer (46) delays the noise signal of the detection microphone (30) instead of shortening the distance between the detection microphone (30) and the speaker (31). The noise signal is output after the predetermined number of samplings. In this experiment, the sampling frequency was 6
1 kHz for the predictor (50) neural network
There are three layers with two intermediate layers. Further, the first correction filter (42) is omitted.

【0107】図16は、遅延バッファ(46)の遅延量を
0サンプルと1サンプルと2サンプルとした場合の減衰
レベルdB(A) を示している。そして、この図16におい
て、▲は、予測器(50)を設けていない従来構成のもの
であって、△と□と○とは、本発明の予測器(50)を設
けた場合であり、△は、ニューラルネットワークの入力
層のユニット数を3、中間層のユニット数を3、出力層
のユニット数を1としたもので、□は、ニューラルネッ
トワークの入力層のユニット数を6、中間層のユニット
数を3、出力層のユニット数を1としたもので、○は、
ニューラルネットワークの入力層のユニット数を8、中
間層のユニット数を3、出力層のユニット数を1とした
ものである。
FIG. 16 shows the attenuation level dB (A) when the delay amount of the delay buffer (46) is 0 sample, 1 sample and 2 samples. In FIG. 16, ▲ represents a conventional configuration in which the predictor (50) is not provided, and Δ, □, and ◯ are cases in which the predictor (50) of the present invention is provided, △ indicates the number of units in the input layer of the neural network is 3, the number of units in the intermediate layer is 3, and the number of units in the output layer is 1. □ is the number of units in the input layer of the neural network, 6 and the intermediate layer. The number of units in is 3 and the number of units in the output layer is 1.
The number of units in the input layer of the neural network is 8, the number of units in the intermediate layer is 3, and the number of units in the output layer is 1.

【0108】上記図16から明らかなように、予測器
(50)を設けたもの(△,□,○)は、予測器(50)を
設けないもの(▲)に比して、減衰レベルが大きく、確
実に減衰しており、しかも、予測器(50)を設けたもの
うち(△,□,○)、ニューラルネットワークの入力層
のユニット数を6又は8に設定したもの(□,○)が減
衰レベルでほぼ等しく、ニューラルネットワークの入力
層のユニット数を3に設定したもの(△)より減衰レベ
ルが勝っている。
As is clear from FIG. 16, the ones provided with the predictor (50) (Δ, □, ◯) have a lower attenuation level than those not provided with the predictor (50) (▲). Large and surely attenuated, and also with the predictor (50) installed (△, □, ○), the number of units in the input layer of the neural network is set to 6 or 8 (□, ○) Are almost equal in the attenuation level, and the attenuation level is superior to the one in which the number of units in the input layer of the neural network is set to 3 (Δ).

【0109】更に、遅延量が0サンプルの予測器(50)
を設けないもの(▲)と、遅延量が1サンプルの予測器
(50)を設けたもの(△,□,○)とが、減衰レベルで
ほぼ対応しており、更に、遅延量が1サンプルの予測器
(50)を設けないもの(▲)と、遅延量が2サンプルの
予測器(50)を設けたもの(□,○)とが、減衰レベル
でほぼ対応している。つまり、予測器(50)が1サンプ
リングタイムだけ先の騒音信号を予測して予測騒音信号
を出力するようにしているので、予測器(50)が確実に
騒音信号を予測していることが分る。
Further, a predictor (50) having a delay amount of 0 sample
The ones without ▲ (▲) and the ones with a predictor (50) with a delay of 1 sample (△, □, ○) almost correspond to the attenuation level, and the delay is 1 sample. (A) without the predictor (50) of (2) and those with the predictor (50) having a delay amount of 2 samples (□, ○) substantially correspond in attenuation level. That is, since the predictor (50) predicts the noise signal ahead of one sampling time and outputs the predicted noise signal, it can be seen that the predictor (50) reliably predicts the noise signal. It

【0110】図17及び図18は、それぞれ遅延時間の
違いによる適応型FIRフィルタ(41)のフィルタ係数
の変化を示している。先ず、図17及び図18の横軸
は、適応型FIRフィルタ(41)のタップ数で、縦軸が
フィルタ係数を示している。また、図17及び図18の
各(a),(b)及び(c)は、遅延バッファ(46)の
遅延量を0サンプルと1サンプルと2サンプルとした場
合を示し、図17が予測器(50)を設けていない従来の
場合で、図18が本発明の予測器(50)を設けた場合
で、この図18の予測器(50)は、ニューラルネットワ
ークの入力層のユニット数を6、中間層のユニット数を
3、出力層のユニット数を1としたものである。
FIGS. 17 and 18 show changes in the filter coefficient of the adaptive FIR filter (41) due to the difference in delay time. First, the horizontal axes of FIGS. 17 and 18 represent the number of taps of the adaptive FIR filter (41), and the vertical axis represents the filter coefficient. 17 (a), 17 (b), and 18 (c) show the case where the delay amount of the delay buffer (46) is 0 sample, 1 sample, and 2 samples, and FIG. FIG. 18 shows a case where the predictor (50) of the present invention is provided in the conventional case where (50) is not provided. The predictor (50) of FIG. , The number of units in the intermediate layer is 3, and the number of units in the output layer is 1.

【0111】上記図17及び図18において、最初のピ
ーク点Pのタップ位置が、出力までの時間的余裕を示し
ており、図17と図18とを比較すると、1タップ分ず
れていることが分る。つまり、図17(a)と図18
(b)とが対応し、図17(b)と図18(c)とが対
応しているので、予測器(50)によって1サンプリング
タイムだけ先の騒音信号が確実に予測されていることが
分る。
In FIG. 17 and FIG. 18, the tap position of the first peak point P shows the time margin until the output, and when comparing FIG. 17 and FIG. I understand. That is, FIG. 17A and FIG.
Since (b) corresponds and FIG. 17 (b) corresponds to FIG. 18 (c), it is possible that the predictor (50) reliably predicts the noise signal ahead by one sampling time. I understand.

【0112】また、図19は、実際の騒音信号と予測器
(50)が予測した予測騒音信号とを比較したもので、実
線が騒音信号を示し、破線が予測騒音信号を示してお
り、ほぼ対応していることが分る。
FIG. 19 is a comparison between the actual noise signal and the predicted noise signal predicted by the predictor (50). The solid line indicates the noise signal, and the broken line indicates the predicted noise signal. I know that it corresponds.

【0113】−予測器(50)による効果− 以上のように、本実施形態によれば、騒音信号を予測す
るようにしたために、検出マイクロフォン(30)とスピ
ーカ(31)との間の距離を予測時間に対応した分だけ短
縮することができるので、装置全体のコンパクト化を図
ることができる。この結果、設置の自由度を向上させる
ことができ、適用範囲の拡大を図ることができる。
-Effects of the predictor (50) -As described above, according to the present embodiment, since the noise signal is predicted, the distance between the detection microphone (30) and the speaker (31) is reduced. Since the time corresponding to the estimated time can be shortened, the overall size of the device can be made compact. As a result, the degree of freedom of installation can be improved and the range of application can be expanded.

【0114】また、時系列データのカオスを判定する相
間次元に基づいてニューラルネットワークにおける入力
層のユニット数を設定するようにしたために、決定論的
関係をニューラルネットワークで表現することが容易と
なり、予測騒音信号の正確性を向上させることができ
る。この結果、騒音(11)の減衰レベルを向上させるこ
とができる。
Further, since the number of units of the input layer in the neural network is set based on the interphase dimension for determining the chaos of the time series data, it becomes easy to express the deterministic relationship in the neural network, and the prediction The accuracy of the noise signal can be improved. As a result, the attenuation level of the noise (11) can be improved.

【0115】また、上記予測器(50)が1サンプリング
先の騒音(11)を予測するようにしたために、重み係数
を更新するためのデータ処理回路(51)を省略すること
ができるので、予測器(50)の構成を簡略化することが
できる。
Since the predictor (50) predicts the noise (11) one sampling ahead, the data processing circuit (51) for updating the weighting coefficient can be omitted. The configuration of the container (50) can be simplified.

【0116】[0116]

【発明の実施の形態2】本実施形態2は、図4に示すよ
うに、予測器(50)の他の実施形態を示しており、Nサ
ンプリング先の時系列データを予測するようにしたもの
である。
Second Embodiment A second embodiment of the present invention shows another embodiment of the predictor (50) as shown in FIG. 4, in which time-series data at N sampling destinations are predicted. Is.

【0117】つまり、上記騒音信号は、前実施形態のデ
ータ処理回路(51)に相当する予測用データ処理回路
(51)に入力される一方、重み係数を学習するために、
騒音信号をNサンプリング分だけ遅延させるバッファ
(55)が設けられ、該バッファ(55)を介して遅延した
騒音信号が重み更新用データ処理回路(56)に入力され
ている。
That is, the noise signal is input to the prediction data processing circuit (51) corresponding to the data processing circuit (51) of the previous embodiment, while learning the weighting coefficient,
A buffer (55) for delaying the noise signal by N samplings is provided, and the delayed noise signal is input to the weight update data processing circuit (56) via the buffer (55).

【0118】更に、上記重み更新用データ処理回路(5
6)が予測する予測騒音信号、つまり、Nサンプリング
先の予測騒音信号と現在の騒音信号とを比較して誤差信
号を出力する比較回路(53)が設けられている。そし
て、この比較回路(53)の誤差信号に基づいて係数演算
回路(52)が重み係数を演算し、重み更新用データ処理
回路(56)が重み係数を更新する。
Further, the weight update data processing circuit (5
A comparison circuit (53) is provided which compares the predicted noise signal predicted by 6), that is, the predicted noise signal at the N sampling destination and the current noise signal, and outputs an error signal. Then, the coefficient calculation circuit (52) calculates the weight coefficient based on the error signal of the comparison circuit (53), and the weight update data processing circuit (56) updates the weight coefficient.

【0119】また、上記重み更新用データ処理回路(5
6)が更新した重み係数を予測用データ処理回路(51)
がコピーし、本来の予測騒音信号を出力することにな
る。
The weight update data processing circuit (5
Data processing circuit for prediction (51)
Will be copied and the original predicted noise signal will be output.

【0120】具体的な予測動作について、図6に基づき
説明すると、先ず、ステップST11において、騒音信号
である入力信号を予測用データ処理回路(51)が取得し
た後、ステップST12に移り、予測用データ処理回路
(51)が予測騒音信号を出力する。一方、ステップST1
3において、上記騒音信号がバッファ(55)に入力した
後、ステップST14に移り、遅延した騒音信号である遅
延データを重み更新用データ処理回路(56)が取得す
る。
The specific prediction operation will be described with reference to FIG. 6. First, in step ST11, the prediction data processing circuit (51) acquires an input signal which is a noise signal, and then the process proceeds to step ST12 to predict. A data processing circuit (51) outputs a predicted noise signal. On the other hand, step ST1
In step 3, after the noise signal is input to the buffer (55), the process proceeds to step ST14, and the delay update data processing circuit (56) acquires delay data which is the delayed noise signal.

【0121】その後、ステップST15に移り、上記重み
更新用データ処理回路(56)が、遅延したNサンプリン
グ先の予測騒音信号を出力し、つまり、現在の騒音信号
を予測して予測騒音信号を出力する。続いて、ステップ
ST16に移り、上記予測騒音信号と現在の騒音信号とを
比較回路(53)が比較して誤差信号を出力した後、ステ
ップST17に移り、係数演算回路(52)が重み係数を演
算して重み更新用データ処理回路(56)が重み係数を更
新すると共に、この重み係数を予測用データ処理回路
(51)がコピーして該データ処理回路(51)が本来の予
測騒音信号を出力する。
Then, the process proceeds to step ST15, and the weight update data processing circuit (56) outputs the delayed predicted noise signal at N sampling destinations, that is, predicts the current noise signal and outputs the predicted noise signal. To do. Then, step
After moving to ST16, the comparison circuit (53) compares the predicted noise signal with the current noise signal to output an error signal, and then moves to step ST17 where the coefficient calculating circuit (52) calculates a weighting coefficient and weights it. The update data processing circuit (56) updates the weighting coefficient, and the prediction data processing circuit (51) copies the weighting coefficient, and the data processing circuit (51) outputs the original predicted noise signal.

【0122】その後、ステップST18に移り、次のサン
プリングまで待った後、上記ステップST11に戻り、上
述の動作を繰り返して予測用データ処理回路(51)がN
サンプリング先の予測騒音信号を出力すると共に、該予
測騒音信号に基づいて反転音信号が生成される。
After that, the process proceeds to step ST18, waits until the next sampling, and then returns to step ST11 to repeat the above-mentioned operation to make the prediction data processing circuit (51) N.
The predicted noise signal at the sampling destination is output, and the inverted sound signal is generated based on the predicted noise signal.

【0123】したがって、本実施形態2においても前実
施形態と同様に予測騒音信号を出力するので、装置全体
のコンパクト化を図ることができる。但し、2つのデー
タ処理回路(51,56)を要し、計算量等が多くなる。こ
のため、図3に示す前実施形態1のように、1サンプリ
ング先の騒音(11)を予測するようにすることが好まし
い。
Therefore, in the second embodiment as well, the predicted noise signal is output as in the previous embodiment, so that the entire apparatus can be made compact. However, two data processing circuits (51, 56) are required, and the amount of calculation increases. Therefore, it is preferable to predict the noise (11) one sampling ahead, as in the first embodiment shown in FIG.

【0124】[0124]

【発明の他の実施の形態】上記各実施形態においては、
空調用ダクト(20)におけるファン騒音(11)の消音に
ついて説明したが、本発明は、これらの騒音(11)に限
られないことは勿論である。
Other Embodiments of the Invention In the above respective embodiments,
Although the muffling of the fan noise (11) in the air conditioning duct (20) has been described, it goes without saying that the present invention is not limited to these noises (11).

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

【図1】本発明の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】アクティブ消音装置の回路ブロック図である。FIG. 2 is a circuit block diagram of an active silencer.

【図3】予測器の回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram of a predictor.

【図4】予測器の制御フロー図である。FIG. 4 is a control flow diagram of a predictor.

【図5】実施形態2を示す予測器の回路ブロック図であ
る。
FIG. 5 is a circuit block diagram of a predictor showing a second embodiment.

【図6】実施形態2を示す予測器の制御フロー図であ
る。
FIG. 6 is a control flow diagram of the predictor showing the second embodiment.

【図7】ファン騒音の周波数特性図である。FIG. 7 is a frequency characteristic diagram of fan noise.

【図8】ファン騒音のマイク電圧データ図である。FIG. 8 is a microphone voltage data diagram of fan noise.

【図9】ファン騒音の2次元平面の解析図である。FIG. 9 is a two-dimensional plane analysis diagram of fan noise.

【図10】リアプノフ指数を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a Lyapunov index.

【図11】ファン騒音のリアプノフ指数の解析図であ
る。
FIG. 11 is an analysis diagram of a Lyapunov index of fan noise.

【図12】ファン騒音の相関積分の解析図である。FIG. 12 is an analysis diagram of a correlation integral of fan noise.

【図13】ファン騒音の埋め込み次元に対する相間指数
の特性図である。
FIG. 13 is a characteristic diagram of an interphase index with respect to a fan noise embedding dimension.

【図14】バックプロパゲーションアルゴリズムの説明
図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a back propagation algorithm.

【図15】実験用のアクティブ消音装置の回路ブロック
図である。
FIG. 15 is a circuit block diagram of an experimental active silencer.

【図16】実験結果の減衰レベルの特性図である。FIG. 16 is a characteristic diagram of an attenuation level as an experimental result.

【図17】従来例による実験結果のフィルタ係数の特性
図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram of a filter coefficient as an experimental result according to a conventional example.

【図18】本発明による実験結果のフィルタ係数の特性
図である。
FIG. 18 is a characteristic diagram of filter coefficients as an experimental result according to the present invention.

【図19】騒音信号と予測騒音信号との比較図である。FIG. 19 is a comparison diagram of a noise signal and a predicted noise signal.

【図20】従来のアクティブ消音装置を説明するための
回路ブロック図である。
FIG. 20 is a circuit block diagram for explaining a conventional active silencer.

【図21】従来の適応フィルタの回路ブロック図であ
る。
FIG. 21 is a circuit block diagram of a conventional adaptive filter.

【図22】従来の適応フィルタを説明するための回路ブ
ロック図である。
FIG. 22 is a circuit block diagram for explaining a conventional adaptive filter.

【図23】従来の適応フィルタを説明するための他の回
路ブロック図である。
FIG. 23 is another circuit block diagram for explaining the conventional adaptive filter.

【図24】従来のアクティブ消音装置の回路ブロック図
である。
FIG. 24 is a circuit block diagram of a conventional active silencer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アクティブ消音装置 11 騒音 21 伝播空間 30 検出マイクロフォン(騒音検出手段) 31 スピーカ(反転音放射手段) 32 モニタマイクロフォン(誤差検出手段) 40 コントローラ 41 適応型FIRフィルタ(デジタルフィル
タ) 42 第1補正フィルタ 43 第2補正フィルタ 44 適応アルゴリズム実行回路 50 予測器(予測手段) 51 データ処理回路 52 係数演算手段
10 Active silencer 11 Noise 21 Propagation space 30 Detection microphone (noise detection means) 31 Speaker (reverse sound emission means) 32 Monitor microphone (error detection means) 40 Controller 41 Adaptive FIR filter (digital filter) 42 First correction filter 43 Second correction filter 44 Adaptive algorithm execution circuit 50 Predictor (prediction means) 51 Data processing circuit 52 Coefficient calculation means

───────────────────────────────────────────────────── 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 G10K 11/16 9274−5J H03H 17/00 601M H03H 17/00 601 9274−5J 21/00 21/00 G10K 11/16 B (72)発明者 西村 剛 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内 (72)発明者 伊藤 宏幸 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工業 株式会社堺製作所金岡工場内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number for FI Technical indication G10K 11/16 9274-5J H03H 17/00 601M H03H 17/00 601 9274-5J 21/00 21 / 00 G10K 11/16 B (72) Inventor Takeshi Nishimura 1304 Kanaoka-machi, Sakai-shi, Osaka Daikin Industry Co., Ltd. Kanaoka factory (72) Inventor Hiroyuki Ito 1304, Kanaoka-machi, Sakai-shi, Osaka Sakai Daikin Industries, Ltd. Kanaoka Factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 伝播空間(21)を伝播する騒音(11)を
検出して騒音信号を出力する騒音検出手段(30)と、 該騒音検出手段(30)が出力する騒音信号を受けて該騒
音信号より時間的に先の騒音(11)を予測し、予測騒音
信号を出力する予測手段(50)と、 該予測手段(50)が出力する予測騒音信号に対して、逆
位相で同振幅の反転音信号を生成して出力するデジタル
フィルタ(41)と、 該デジタルフィルタ(41)の反転信号を受けて反転音を
伝播空間(21)に放射する反転音放射手段(31)と、 該反転音放射手段(31)が放射した反転音と伝播空間
(21)の騒音(11)との誤差を検出して誤差信号を出力
する誤差検出手段(32)と、 該誤差検出手段(32)が出力する誤差信号と予測手段
(50)が出力する予測騒音信号とを受けて誤差が小さく
なるように上記デジタルフィルタ(41)のフィルタ係数
を更新する適応アルゴリズム実行回路(44)とを備えて
いることを特徴とするアクティブ消音装置。
1. A noise detection means (30) for detecting a noise (11) propagating through a propagation space (21) and outputting a noise signal, and a noise detection means (30) for receiving a noise signal output by the noise detection means (30) The noise (11) that is ahead of the noise signal in time is predicted, and the prediction means (50) that outputs the predicted noise signal and the predicted noise signal that is output by the prediction means (50) have the same amplitude in opposite phase. A digital filter (41) for generating and outputting a reversal sound signal, and a reversal sound radiating means (31) for receiving a reversal signal from the digital filter (41) and radiating a reversal sound to the propagation space (21), Error detecting means (32) for detecting an error between the reversing sound emitted by the reversing sound emitting means (31) and the noise (11) in the propagation space (21) and outputting an error signal, and the error detecting means (32) The error signal is reduced by receiving the error signal output by and the prediction noise signal output by the prediction means (50). And an adaptive algorithm execution circuit (44) for updating the filter coefficient of the digital filter (41).
【請求項2】 請求項1記載のアクティブ消音装置にお
いて、 予測手段(50)は、1サンプリング先の騒音(11)を予
測して予測騒音信号を出力していることを特徴とするア
クティブ消音装置。
2. The active silencer according to claim 1, wherein the predicting means (50) predicts the noise (11) at one sampling destination and outputs a predicted noise signal. .
【請求項3】 請求項2記載のアクティブ消音装置にお
いて、 予測手段(50)は、騒音信号を入力としてニューラルネ
ットワークに基づき予測騒音信号を出力するデータ処理
回路(51)と、 予測騒音信号と該予測騒音信号に対応する実際の騒音信
号との差に基づきニューラルネットワークにおける各ユ
ニットの重み係数を算出してデータ処理回路(51)に係
数信号を出力する係数演算回路(52)とを備えているこ
とを特徴とするアクティブ消音装置。
3. The active noise suppressor according to claim 2, wherein the prediction unit (50) receives the noise signal and outputs the predicted noise signal based on a neural network, the predicted noise signal and the data processing circuit (51). And a coefficient calculation circuit (52) for calculating the weighting coefficient of each unit in the neural network based on the difference between the predicted noise signal and the actual noise signal and outputting the coefficient signal to the data processing circuit (51). An active muffling device characterized in that
【請求項4】 請求項3記載のアクティブ消音装置にお
いて、 データ処理回路(51)は、騒音信号のカオス性を判定す
る相間次元に基づいて入力層のユニット数が定められて
いることを特徴とするアクティブ消音装置。
4. The active silencer according to claim 3, wherein the data processing circuit (51) determines the number of units in the input layer based on the interphase dimension for determining the chaoticity of the noise signal. Active silencer.
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