JPH1185165A - 能動騒音制御装置 - Google Patents
能動騒音制御装置Info
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- JPH1185165A JPH1185165A JP9239776A JP23977697A JPH1185165A JP H1185165 A JPH1185165 A JP H1185165A JP 9239776 A JP9239776 A JP 9239776A JP 23977697 A JP23977697 A JP 23977697A JP H1185165 A JPH1185165 A JP H1185165A
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Abstract
還制御フィルタの係数の推定速度と精度を向上させる。 【解決手段】騒音検出用マイクロホンの出力を白色化す
る騒音白色化回路110を用意し、能動騒音制御開始後、
騒音検出用マイクロホンの出力から帰還制御フィルタの
出力を差し引いた残りの信号を騒音白色化回路を経由し
て逆フィルタ構成回路120で白色化し、白色雑音発生回
路250の出力を用いて逆フィルタ構成回路による逆フィ
ルタの係数から帰還系の特性と帰還制御フィルタの伝達
関数との誤差と騒音制御フィルタの伝達関数との積DAに
相当する分を生成し、白色雑音発生回路の出力を用いて
能動騒音制御時に停止させた騒音制御フィルタの係数の
極性を反転して複写した複写騒音制御フィルタ160の出
力と該積DAとの差をフィルタの係数として適応フィルタ
150を収束させ、適応フィルタの係数を帰還制御フィル
タの係数に加算する。
Description
関し、特に小さく抑えたい騒音とは同振幅・逆位相とな
るように合成した擬似騒音を音響的に重ね合わせること
により該騒音を相殺する能動騒音制御装置に関するもの
である。
を示している。この例において、ダクト200中を右側の
出口に向かって流れる騒音は騒音検出用マイクロホン20
1で信号xjとして採取された後、誤差検出用マイクロホ
ン202に至るまでに誤差騒音g jに変化するものと予測さ
れる。
分信号と係数更新回路240からの更新係数Hjとを使って
騒音制御フィルタ220は擬似騒音Gjを合成する。その係
数更新回路240は、乗算器205で“−1”が乗算されたこ
とにより位相反転されてスピーカ203から送出される擬
似騒音−Gjと騒音gjとの和として、誤差検出用マイク
ロホン202から出力される信号Ejが最小となるように騒
音制御フィルタ220の係数を算定する。
の出力端子からスピーカ203、及び誤差検出用マイクロ
ホン202を経て係数更新回路240に至る誤差経路の特性を
模擬するフィルタで、騒音制御フィルタ220の係数更新
に必要なものである。
音−Gjはダクト200を経て騒音検出用マイクロホン201
に帰還する。このとき、スピーカ203から騒音検出用マ
イクロホン201に至るダクト200の帰還路を遮断してハウ
リングの発生を防止するために帰還制御フィルタ210が
挿入されている。
は図5に示す能動騒音制御を開始する前において、図5
に示すような回路構成を用いて予め算定されて固定され
る。
れた白色雑音をスピーカ203と帰還制御フィルタ210と係
数更新回路240とに与え、係数更新回路240により帰還制
御フィルタ210の係数が更新されて行き、減算器204の出
力(係数更新回路240の入力)が最小になった時にスピ
ーカ203から騒音検出用マイクロホン201に至る帰還路は
等価的に遮断されたことになり、帰還制御フィルタ210
はこの時の係数に固定される。
制御フィルタ210の係数は以後、図4に示す如く能動騒
音制御時には固定されてしまうことは問題である。当然
ながら、ダクト200内の特性が変化することが十分に想
定されるからである。
220の係数を更新して誤差検出用マイクロホン202の位置
で騒音を減少させると、騒音の反射位置がダクト200の
出口端から誤差検出用マイクロホン202の位置に移動す
ることからダクト200内の音響特性が変化して帰還制御
フィルタ210による帰還路の遮断性能が低下することが
知られている。
危険性を増大させるばかりでなく、騒音制御フィルタ22
0で合成された擬似騒音−Gjによる騒音低減性能も低下
させることになる。
って変化するという事実は、帰還制御フィルタ210の係
数修正を能動騒音制御を動作させたまま繰り返して行う
必要があることを意味している。
の係数を推定する方法としては図6に示す回路構成を用
いる方法がよく知られている。
せた白色雑音を加算器251で乗算器205からの擬似騒音−
Gjに加えてスピーカ203から出力させ、図4の例とは異
なり騒音制御フィルタ220の係数更新を行わない(固定
する)ことにより使用可能となった係数更新回路240を
流用して減算器204の出力が最小になるように帰還制御
フィルタ210の係数を更新するものである。
小となったときに騒音制御によって特性が変わったダク
ト200の帰還経路に対応した遮断が実現される。
うな回路構成では能動騒音制御中にスピーカ203から余
分な騒音(白色雑音)が送出されてしまう問題がある。
の大きさはダクト内騒音に比べて無視できる程度に小さ
く抑える必要がある。そのように騒音xjに埋もれた小
さい帰還白色雑音成分から所要係数を推定することはか
なりの時間を必要とし、また、高い推定精度を得ること
も困難となる。
ルス応答に合わせて帰還制御フィルタの係数を騒音制御
動作中に修正できる機能をもつ能動騒音制御装置におい
て、能動騒音制御中に余分な騒音を発生させること無く
帰還制御フィルタの係数の推定速度と精度を向上させる
ことを目的とする。
めの本発明に係る能動騒音制御装置は、抑制したい騒音
とは同振幅・逆位相となる擬似騒音を送出するスピーカ
から、その擬似騒音を合成する騒音制御フィルタの入力
側に接続された騒音検出用マイクロホンに至る帰還系の
特性を模擬する帰還制御フィルタを有する能動騒音制御
装置において、該擬似騒音を送出する能動騒音制御を開
始する前に該騒音検出用マイクロホンの出力を白色化す
るフィルタ構成の騒音白色化回路と、該能動騒音制御開
始後、該騒音検出用マイクロホンの出力から該帰還制御
フィルタの出力を差し引いた残りの信号を該騒音白色化
回路を経由して白色化する逆フィルタ構成回路と、白色
雑音発生回路と、該白色雑音発生回路の出力を入力し該
逆フィルタ構成回路によって構成された該逆フィルタの
係数から該帰還系の特性と該帰還制御フィルタの伝達関
数との誤差と該騒音制御フィルタの伝達関数との積に相
当する分を生成する回路と、該白色雑音発生回路の出力
を入力し該能動騒音制御時に停止させた該騒音制御フィ
ルタの係数の極性を反転して複写した複写騒音制御フィ
ルタと、該複写騒音制御フィルタの出力と該積との差を
フィルタの係数として収束させ適応フィルタとを有し、
該適応フィルタの係数を該帰還制御フィルタの係数に加
算して該帰還制御フィルタの特性と該帰還系と特性との
差を小さくすることを特徴としている。
と、該白色雑音発生回路の出力に対して該逆フィルタの
係数を減じる減算器と、で構成することができる。さら
に、該騒音白色化回路及び該逆フィルタ構成回路を共に
線形予測法を用いたフィルタで構成することが可能であ
る。
成回路を共に非巡回型フィルタで構成してもよい。ま
た、該複写騒音制御フィルタの複写を一定時間間隔で実
行することが好ましい。
置の動作を図1に示す原理図を参照して説明する。能動
騒音制御が必要な騒音は一般には白色雑音ではない。騒
音検出用マイクロホン201でxjとして採取された白色雑
音でない騒音は、白色雑音wjを入力とする「あるフィ
ルタW」の出力と見做すことができる。
御を行う前に、減算器204の出力を図1に示す如く該フ
ィルタWと逆の特性W-1を持つフィルタ構成の騒音白色
化回路110に作用させて白色雑音信号を得るようにす
る。すなわち、騒音白色化回路110は能動騒音制御動作
を開始する前に騒音検出用マイクロホン201で採取され
たダクト200騒音を白色化する回路である。
騒音白色化回路110を通した減算器204の出力に逆フィル
タW-1を作用させた結果として出力される信号は、白色
雑音wjを伝達関数がWW-1/(1−DA)の系に印加
した出力wj・WW-1/(1−DA)と見做せる。ただ
し、Dは帰還制御フィルタ210の係数と上記帰還系のイ
ンパルス応答との誤差を構成する伝達関数であり、Aは
騒音制御フィルタ220の伝達関数である。
wj・WW-1/(1−DA)となる。更に、これの分子
WW-1は単純遅延を示しており、従って、騒音白色化回
路110の出力を逆フィルタ構成回路120で白色雑音信号w
j(これ自体は使用されない)を得れば、その逆フィル
タの係数は伝達関数(1−DA)となる。
音制御動作を開始した後に図4に示した騒音制御フィル
タ220、乗算器205、スピーカ203、騒音検出用マイクロ
ホン201、帰還制御フィルタ210、及び減算器204で構成
される一巡閉路の逆の特性を持つフィルタを構成してい
る。
求めたい帰還制御フィルタ210係数の帰還系のインパル
ス応答に対する誤差Dが騒音制御フィルタ220の伝達関
数Aとの積DAとして含まれている。
得る。 1−(1−DA)=DA=Ej ・・・式(1)
ば一定時間経過後毎に)停止させた騒音制御フィルタ22
0の係数の極性を反転させて複写した複写騒音制御フィ
ルタ160に白色雑音発生回路250で発生した白色雑音を加
え更に適応フィルタ150を通した出力との差が最小にな
るように該適応フィルタ150の係数を算定する。
ィルタ210の係数の帰還系のインパルス応答との誤差を
計算するために使用する回路であり、逆フィルタ140と
減算器141は逆フィルタ構成回路120で算定した逆フィル
タから騒音制御フィルタ220と帰還制御フィルタ210との
積DAに相当する分を生成するための回路(点線170で
図示) である。
フィルタ210の係数と帰還系のインパルス応答との誤差
を与えることになる。すなわち、次式に示すように、そ
の適応フィルタ150の係数Djを帰還制御フィルタ210の
係数Hjに加算すれば該帰還系の利得は小さく抑えられ
ることになる。 Hj+1(i)=Hj(i)+Dj(i) ・・・式(2)
る最も一般的な方法としては音声の分析合成に利用され
ている線形予測法を適用した本発明の一実施例を示した
ものである。本発明では、音声の分析合成と異なり、有
色性信号を白色化した後に再合成する必要がないので、
本実施例としては逆フィルタは安定性の保証が容易なラ
ティス(格子)構造とする必要は無く、非巡回型で十分
であり、これを用いる。
新回路320に適用するアルゴリズムとして学習同定法や
逐次最小2乗法、亜逐次最小2乗法などを用いて非巡回
型フィルタ310の係数を算定すれば減算器311の出力は容
易に白色化することができる。
た後、非巡回型フィルタ310は白色雑音(wj)から有色性
信号(xj)を生成するフィルタ(W)の逆の特性(W-1)を与
えるフィルタとなるので、この回路は図1に示す逆フィ
ルタ構成回路120としても使うことができる。
0と逆フィルタ構成回路120に用いて減算器204の出力が
白色化されると、同図に示す非巡回型フィルタ310と減
算器311は帰還制御フィルタ210の係数と帰還系のインパ
ルス応答との誤差(D)を係数とする逆フィルタ(D
A)を構成する。
310と減算器311の組み合わせを逆フィルタ140として本
発明に適当すると、図1に示す減算器141と図2に示す
減算器311は整理でき図3のようにも構成できる。
して図4に示した騒音制御フィルタ220の係数の極性
(±)を反転して複写した複写騒音制御フィルタ160と非
巡回型構成とした適応フィルタ150の縦続接続を以て同
定すれば適応フィルタ150の係数は帰還制御フィルタ210
の係数と帰還系のインパルス応答との誤差(D)を与え
ることができる。
帰還制御フィルタ210の係数に加えれば、帰還制御フィ
ルタ210の係数は帰還系のインパルス応答の標本値に更
に近づくことになる。
路110逆フィルタ構成回路120、及び適応フィルタ150の
係数更新回路はそれぞれに付属したものを用いてもよい
が、図4に示した係数更新回路240を必要に応じて順次
使用してもよい。
よれば、能動騒音制御を開始する前に騒音検出用マイク
ロホンの出力を白色化する騒音白色化回路を用意し、能
動騒音制御開始後、該騒音検出用マイクロホンの出力か
ら帰還制御フィルタの出力を差し引いた残りの信号を該
騒音白色化回路を経由して逆フィルタ構成回路で白色化
し、白色雑音発生回路の出力を用いて該逆フィルタ構成
回路による逆フィルタの係数から帰還系の特性と帰還制
御フィルタの伝達関数との誤差と該騒音制御フィルタの
伝達関数との積に相当する分を生成し、該白色雑音発生
回路の出力を用いて該能動騒音制御時に停止させた該騒
音制御フィルタの係数の極性を反転して複写した複写騒
音制御フィルタの出力と該積との差をフィルタの係数と
して適応フィルタを収束させ、該適応フィルタの係数を
該帰還制御フィルタの係数に加算するように構成したの
で、該帰還制御フィルタの特性と該帰還系と特性との差
を小さくすることができ、能動騒音制御中に白色雑音を
スピーカから送出することなく帰還制御フィルタの係数
が修正される。
図である。
形予測法による有色性信号の白色化回路の実施例を示し
たブロック図である。
たブロック図である。
装置の従来例を示したブロック図である。
還制御フィルタ係数の算定回路例を示したブロック図で
ある。
更新を行う能動騒音制御装置の従来例を示したブロック
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】抑制したい騒音とは同振幅・逆位相となる
擬似騒音を送出するスピーカから、その擬似騒音を合成
する騒音制御フィルタの入力側に接続された騒音検出用
マイクロホンに至る帰還系の特性を模擬する帰還制御フ
ィルタを有する能動騒音制御装置において、 該擬似騒音を送出する能動騒音制御を開始する前に該騒
音検出用マイクロホンの出力を白色化するフィルタ構成
の騒音白色化回路と、 該能動騒音制御開始後、該騒音検出用マイクロホンの出
力から該帰還制御フィルタの出力を差し引いた残りの信
号を該騒音白色化回路を経由して白色化する逆フィルタ
構成回路と、 白色雑音発生回路と、 該白色雑音発生回路の出力を入力し該逆フィルタ構成回
路によって構成された該逆フィルタの係数から該帰還系
の特性と該帰還制御フィルタの伝達関数との誤差と該騒
音制御フィルタの伝達関数との積に相当する分を生成す
る回路と、 該白色雑音発生回路の出力を入力し該能動騒音制御時に
停止させた該騒音制御フィルタの係数の極性を反転して
複写した複写騒音制御フィルタと、 該複写騒音制御フィルタの出力と該積との差をフィルタ
の係数として収束させ適応フィルタとを有し、 該適応フィルタの係数を該帰還制御フィルタの係数に加
算して該帰還制御フィルタの特性と該帰還系と特性との
差を小さくすることを特徴とした能動騒音制御装置。 - 【請求項2】請求項1において、 該生成回路が、該逆フィルタと、該白色雑音発生回路の
出力に対して該逆フィルタの係数を減じる減算器と、で
構成されていることを特徴とした能動騒音制御装置。 - 【請求項3】請求項1又は2において、 該騒音白色化回路及び該逆フィルタ構成回路を共に線形
予測法を用いたフィルタで構成することを特徴とした能
動騒音制御装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかにおいて、 該白色化回路及び該逆フィルタ構成回路を共に非巡回型
フィルタで構成したことを特徴とする能動騒音制御装
置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかにおいて、 該複写騒音制御フィルタの複写が一定時間間隔で実行さ
れることを特徴とした能動騒音制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977697A JP4080033B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 能動騒音制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977697A JP4080033B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 能動騒音制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1185165A true JPH1185165A (ja) | 1999-03-30 |
| JP4080033B2 JP4080033B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=17049734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23977697A Expired - Fee Related JP4080033B2 (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 能動騒音制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4080033B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053476A1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Fujitsu Limited | Active noise controller |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP23977697A patent/JP4080033B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053476A1 (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Fujitsu Limited | Active noise controller |
| US6683960B1 (en) | 1998-04-15 | 2004-01-27 | Fujitsu Limited | Active noise control apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4080033B2 (ja) | 2008-04-23 |
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