JP3505306B2 - Adaptive filter - Google Patents

Adaptive filter

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JP3505306B2
JP3505306B2 JP34970395A JP34970395A JP3505306B2 JP 3505306 B2 JP3505306 B2 JP 3505306B2 JP 34970395 A JP34970395 A JP 34970395A JP 34970395 A JP34970395 A JP 34970395A JP 3505306 B2 JP3505306 B2 JP 3505306B2
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  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)

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、時間的に特性の変
化する信号やこれに含まれる雑音等に対し、その変化分
に応じて伝達関数、特にフィルタ係数を更新しながらフ
ィルタリング処理を実行する適応フィルタに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention executes a filtering process on a signal whose characteristics change with time or noise contained in the signal while updating a transfer function, particularly a filter coefficient, according to the amount of change. It relates to an adaptive filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記のような適応フィルタは、アクティ
ブ消音装置や、エコー・キャンセラ、ノイズ・キャンセ
ラ、ライン・エンハンサ等、多くの分野で応用されてい
る。図4に、この適応フィルタを、例えばアクティブ消
音装置に応用した一従来例を示す。このアクティブ消音
装置は、例えばエンジン等の騒音に対し、これと実質的
に等大で逆位相の音波を干渉させることにより上記騒音
を減衰させるもので、その減衰の対象とする騒音は、同
図において、排気ダクト1内を同図の左側から右側に向
かって伝搬しているものとする。
2. Description of the Related Art The adaptive filter as described above is applied in many fields such as an active silencer, an echo canceller, a noise canceller, a line enhancer and the like. FIG. 4 shows a conventional example in which this adaptive filter is applied to, for example, an active silencer. This active silencer attenuates the noise of an engine or the like by interfering sound waves of substantially equal magnitude and opposite phase to the noise of the engine, for example. In the above, it is assumed that the gas is propagating through the exhaust duct 1 from the left side to the right side in FIG.

【0003】このアクティブ消音装置は、排気ダクト1
の入口側(同図の左側)において上記騒音をリファレン
スマイクロホン(1次マイクロホン)2によって収音
し、このリファレンスマイクロホン2によって収音され
た騒音信号xk が入力されるFIR適応型ディジタルフ
ィルタ(以下、ディジタルフィルタと称す。)3を有し
ている。このディジタルフィルタ3は、入力された騒音
信号xk に対して、後述するFiltered-x LMSアルゴリズ
ム実行部8により設定されるフィルタ係数ベクトル v
k を用いて所定のフィルタリング処理、例えば畳み込み
和演算を施すもので、その演算結果yk を出力する。そ
して、このディジタルフィルタ3の出力yk は、反転器
4によって位相が反転された後、2次音源スピーカ5に
供給される。2次音源スピーカ5は、供給された上記出
力yk の位相を反転した信号に応じた音波を排気ダクト
1内に放音し、即ち排気ダクト1内を伝搬している騒音
に干渉させ、これによって上記騒音を打ち消している。
This active muffler is equipped with an exhaust duct 1
The above-mentioned noise is picked up by a reference microphone (primary microphone) 2 at the entrance side (left side in the figure) of the FIR adaptive digital filter (hereinafter referred to as the noise signal x k picked up by the reference microphone 2). , Digital filter) 3. The digital filter 3 filters the input noise signal x k by a filter coefficient vector v W set by a Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 described later.
A predetermined filtering process, for example, a convolutional sum calculation is performed using k , and the calculation result y k is output. The output y k of the digital filter 3 is supplied to the secondary sound source speaker 5 after the phase thereof is inverted by the inverter 4. The secondary sound source speaker 5 emits a sound wave corresponding to the supplied inverted signal of the output y k into the exhaust duct 1, that is, interferes with the noise propagating in the exhaust duct 1. The above noise is canceled by.

【0004】更に、排気ダクト1の出口側にはエラーマ
イクロホン(2次マイクロホン)6が配置されており、
このエラーマイクロホン6によって、上記騒音を2次音
源スピーカ5の放射音で打ち消した後の音、つまりは騒
音と2次音源スピーカ5の放射音との誤差成分を検出し
ている。このエラーマイクロホン6の出力は、エラー信
号ek として上述したFiltered-x LMSアルゴリズム実行
部8に供給される。また、このFiltered-x LMSアルゴリ
ズム実行部8には、上記エラー信号ek の他に、騒音信
号xk も供給されている。
Further, an error microphone (secondary microphone) 6 is arranged on the outlet side of the exhaust duct 1.
The error microphone 6 detects a sound after the noise is canceled by the radiated sound of the secondary sound source speaker 5, that is, an error component between the noise and the radiated sound of the secondary sound source speaker 5. The output of the error microphone 6 is supplied to the above-mentioned Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 as an error signal e k . In addition to the error signal e k , the noise signal x k is also supplied to the Filtered-x LMS algorithm execution unit 8.

【0005】Filtered-x LMSアルゴリズム実行部8は、
供給された上記騒音信号xk とエラー信号ek とに応じ
て、ディジタルフィルタ3の伝達関数Wk と後述する伝
達関数Cとの合成による伝達関数(両者を掛けて得られ
た伝達関数)が、排気ダクト1におけるリファレンスマ
イクロホン2からエラーマイクロホン6までの伝達関数
Pと等しくなるように、ディジタルフィルタ3のフィル
タ係数ベクトル vkを更新する。このように、上記デ
ィジタルフィルタ3の伝達関数Wk と伝達関数Cとの合
成による伝達関数を、排気ダクト1内の伝達関数Pに等
しくすることによって初めて、上記排気ダクト1内の騒
音を2次音源スピーカ5の放射音により打ち消すことが
できる。また、排気ダクト1内の音響特性や2次音源ス
ピーカ5の放音特性に経時的な変化が生じ、これによっ
て排気ダクト1内の伝達関数Pが変化しても、その変化
に応じて上記ディジタルフィルタ3の伝達関数Wも上記
フィルタ係数ベクトル vk の更新により変化するの
で、常に安定した消音効果を得ることができる。
The Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 is
A transfer function (a transfer function obtained by multiplying both) of the transfer function W k of the digital filter 3 and a transfer function C described later is synthesized according to the supplied noise signal x k and error signal e k. , The filter coefficient vector v W k of the digital filter 3 is updated so as to be equal to the transfer function P from the reference microphone 2 to the error microphone 6 in the exhaust duct 1. As described above, the transfer function W k of the digital filter 3 and the transfer function C obtained by combining the transfer function C are equalized to the transfer function P in the exhaust duct 1, and then the noise in the exhaust duct 1 is quadratic. It can be canceled by the sound emitted from the sound source speaker 5. In addition, even if the acoustic characteristics in the exhaust duct 1 and the sound emission characteristics of the secondary sound source speaker 5 change over time, which causes a change in the transfer function P in the exhaust duct 1, the digital signal is changed according to the change. Since the transfer function W of the filter 3 also changes by updating the filter coefficient vector v W k , a stable silencing effect can be obtained at all times.

【0006】ところで、上記のようなアクティブ消音装
置においては、ディジタルフィルタ3(詳しくは、反転
器4)の出力端子(即ち2次音源スピーカ5の入力端
子)からエラーマイクロホン6の配置位置までの間に伝
達関数Cが存在する。従って、上記のようなディジタル
フィルタ3のフィルタ係数ベクトル vk の更新、即ち
適応動作を実現するには、このアクティブ消音装置の制
御系をFiltered-x LMSアルゴリズムの構成とする必要が
あり、このため、上記フィルタ係数ベクトル vk の更
新をFiltered-x LMSアルゴリズム実行部8により実行し
ている。
By the way, in the above active silencer, between the output terminal of the digital filter 3 (specifically, the inverter 4) (ie, the input terminal of the secondary sound source speaker 5) and the position where the error microphone 6 is arranged. There is a transfer function C at. Therefore, updating of the filter coefficient vector v W k of the digital filter 3 as described above, i.e., to achieve an adaptive operation, it is necessary to the control system of the active noise cancellation device configured for Filtered-x LMS algorithm, this Therefore, the Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 updates the filter coefficient vector v W k .

【0007】即ち、このアクティブ消音装置において
は、リファレンスマイクロホン2とFiltered-x LMSアル
ゴリズム実行部8との間に、上記伝達関数Cを同定(モ
デル化)したFIRディジタルフィルタ7を設けてい
る。そして、このFIRディジタルフィルタ7によって
上記リファレンスマイクロホン2からの騒音信号xk
フィルタリング処理し、その処理した信号Rk を、Filt
ered-x LMSアルゴリズム実行部8に入力するよう構成さ
れている。なお、上記伝達関数Cの同定は、例えば、予
めこの伝達関数Cを測定し、これを逆フーリエ変換して
求めた時間領域のデータを上記ディジタルフィルタ7の
フィルタ係数として設定しており、これによって上記デ
ィジタルフィルタ7の伝達関数CIを決定している。
That is, in this active silencer, an FIR digital filter 7 that identifies (models) the transfer function C is provided between the reference microphone 2 and the Filtered-x LMS algorithm execution section 8. Then, the noise signal x k from the reference microphone 2 is filtered by the FIR digital filter 7, and the processed signal R k is filtered.
It is configured to be input to the ered-x LMS algorithm execution unit 8. To identify the transfer function C, for example, the transfer function C is measured in advance and the data in the time domain obtained by inverse Fourier transform is set as the filter coefficient of the digital filter 7. The transfer function CI of the digital filter 7 is determined.

【0008】上記のように構成された制御系において、
Filtered-x LMSアルゴリズム実行部8におけるディジタ
ルフィルタ3のフィルタ係数(ベクトル) Vk の更新
式は、数1によって表される。
In the control system configured as described above,
The update formula of the filter coefficient (vector) V W k of the digital filter 3 in the Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 is represented by Formula 1.

【0009】[0009]

【数1】Vk+1 Vk +2μ・ek Vk [Formula 1] V W k + 1 = V W k +2 μ · e k · V R k

【0010】但し、kは、タイム(サンプリング)・イ
ンデックス、μは、収束係数である。また、 Vk は、
時刻kにおけるディジタルフィルタ3のフィルタ係数ベ
クトルで、数2によって表される。
However, k is a time (sampling) index, and μ is a convergence coefficient. Also, V W k is
It is a filter coefficient vector of the digital filter 3 at time k and is represented by Formula 2.

【0011】[0011]

【数2】Vk =〔w0,k 1,k 2,k ・・・wL-1,k T [Formula 2] V W k = [w 0, k w 1, k w 2, k ... w L-1, k ] T

【0012】ここで、T は、転置を表し、wは、時変の
フィルタ係数、Lは、ディジタルフィルタ3のタップ長
である。また、 Vk は、FIRディジタルフィルタ7
の出力信号Rk で構成されるベクトルで、数3によって
表される。
Here, T represents transposition, w is a time-varying filter coefficient, and L is a tap length of the digital filter 3. V R k is the FIR digital filter 7
Is a vector constituted by the output signal R k of

【0013】[0013]

【数3】Vk =〔 VciT Vk VciT V
k-1 ・・・VciT Vk-L+1 T
[Formula 3] V R k = [ V ci T · V X k V ci T · V X
k-1・ ・ ・V ci TV X k-L + 1 ] T

【0014】VCIはFIRディジタルフィルタ7のフ
ィルタ係数ベクトルであり、時変のフィルタ係数ciを
用いて、数4のように表される。
V CI is a filter coefficient vector of the FIR digital filter 7, and is expressed as in Equation 4 using the time-varying filter coefficient ci.

【0015】[0015]

【数4】V CI=〔ci0 ci1 ci2 ・・・ciL-1 T ## EQU4 ## V CI = [ci 0 ci 1 ci 2 ... ci L-1 ] T

【0016】また、 Vk は、時刻kにおける騒音信号
(リファレンス入力信号)xk で構成されるベクトル
で、数5によって表される。
Further, V X k is a vector composed of the noise signal (reference input signal) x k at time k, and is represented by equation 5.

【0017】[0017]

【数5】Vk =〔xk k-1 k-2 ・・・xk-L+1 T [Expression 5] V X k = [x k x k-1 x k-2 ... x k-L + 1 ] T

【0018】上記数1において、ek の2乗期待値が最
小となるように Vk+1 が更新され、即ちこの適応フィ
ルタの適応動作が行われる。
In the above equation 1 , V W k + 1 is updated so that the squared expected value of e k is minimized, that is, the adaptive operation of this adaptive filter is performed.

【0019】なお、上述したディジタルフィルタ3、反
転器4、FIRディジタルフィルタ7、及びFiltered-x
LMSアルゴリズム実行部8については、例えばDSP
(ディジタル信号処理装置)やCPU(中央演算処理装
置)等によって、構成されている。そして、これらのD
SPやCPU等は、図示しないメモリ等の記憶部に記憶
されたプログラムに従って動作し、即ち上述の適応動作
等を実行する。
The digital filter 3, the inverter 4, the FIR digital filter 7, and the Filtered-x described above are used.
For the LMS algorithm execution unit 8, for example, a DSP
(Digital signal processing device), CPU (central processing unit), etc. And these D
The SP, CPU, and the like operate according to a program stored in a storage unit such as a memory (not shown), that is, execute the above-described adaptive operation and the like.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
制御系、特にアクティブ消音装置においては、伝達関数
Cが、時間の経過と共に変化することがある。これは、
例えばエンジンを運転させていると排気ダクト1内の温
度が徐々に上昇し、この温度上昇により排気ダクト1内
を伝搬する騒音の音速が変化(増大)すること等が起因
している。これに対して、FIRディジタルフィルタ7
の伝達関数CIは、一定とされているので、この伝達関
数CIと上記伝達関数Cとが次第に乖離し、即ち不一致
となる。これによって、エラー信号ek の2乗期待値が
最小化されず、特定の周波数で騒音が消音されないばか
りか、逆に不要な騒音を2次音源スピーカ5が放出する
という事態が生じるという問題がある。この現象は、エ
ンジンの運転時間が長くなればなる程、起動時からの温
度変化が大きくなるので、顕著になる。
However, in the control system as described above, particularly in the active silencer, the transfer function C may change with the passage of time. this is,
For example, when the engine is operated, the temperature in the exhaust duct 1 gradually rises, and the temperature rise causes a change (increase) in the sound velocity of noise propagating in the exhaust duct 1. On the other hand, the FIR digital filter 7
Since the transfer function CI is constant, the transfer function CI and the transfer function C gradually deviate from each other, that is, they do not match. As a result, there is a problem that the expected square value of the error signal e k is not minimized, noise is not suppressed at a specific frequency, and conversely, unnecessary noise is emitted from the secondary sound source speaker 5. is there. This phenomenon becomes remarkable because the temperature change from the start-up increases as the operating time of the engine increases.

【0021】なお、ここで、上記伝達関数CIと伝達関
数Cとが乖離すると、上記エラー信号ek の2乗期待値
が最小化されなくなり、例えば上記のようなアクティブ
消音装置においては消音効果を得られなくなるというこ
とについて、図4から図7を参照して説明する。
Here, if the transfer function CI and the transfer function C deviate from each other, the expected square value of the error signal e k is not minimized. For example, in the active silencer as described above, a silencing effect is produced. The fact that it cannot be obtained will be described with reference to FIGS. 4 to 7.

【0022】即ち、上述した数1の更新式を、フーリエ
変換により周波数領域で表示し直すと、数6に示すよう
になる。
That is, when the updating formula of the above-mentioned formula 1 is re-displayed in the frequency domain by Fourier transform, it becomes as shown in formula 6.

【0023】[0023]

【数6】Wk+1 =Wk +2μ・F{ek vk } 但し、F{ }は、フーリエ変換を示す。[6] W k + 1 = W k + 2μ · F {e k · v R k} However, F {} denotes the Fourier transform.

【0024】上記数6における〔ek vk 〕は、e
k vk との相関であり、これをフーリエ変換する
と、数7に示すようになる。
[E k · v R k ] in the above equation 6 is e
It is a correlation between k and v R k , and when this is Fourier transformed, it becomes as shown in Formula 7.

【0025】[0025]

【数7】F{ek vk }=Ek ・Rk * なお、Ek は、ek をフーリエ変換したものである。ま
た、Rk * は、 vkをフーリエ変換したものの複素共
役である。
F {e k · v R k } = E k · R k * E k is the Fourier transform of e k . Further, R k * is a complex conjugate of v R k obtained by Fourier transform.

【0026】一方、FIRディジタルフィルタ7の出力
信号Rk の周波数特性は、数8で表される。
On the other hand, the frequency characteristic of the output signal R k of the FIR digital filter 7 is expressed by Equation 8.

【0027】[0027]

【数8】Rk =CI・Xk 但し、Xk は、騒音信号ベクトル vk をフーリエ変換
したものである。
R k = CI · X k where X k is the Fourier transform of the noise signal vector v X k .

【0028】上記数8の両辺の複素共役をとると、数9
のようになる。
When the complex conjugate of both sides of the above equation 8 is taken, the following equation 9 is obtained.
become that way.

【0029】[0029]

【数9】Rk * =〔CI・Xk * =CI* ・Xk * [Formula 9] R k * = [CI · X k ] * = CI * · X k *

【0030】よって、この数9と上記数7とを用いる
と、上記数6は、次の数10のように表される。
Therefore, using the equation 9 and the equation 7, the equation 6 is expressed as the following equation 10.

【0031】[0031]

【数10】Wk+1 =Wk +2μ・Ek ・CI* ・Xk * [Formula 10] W k + 1 = W k +2 μ · E k · CI * · X k *

【0032】ここで、図4に示すブロック図を、簡略化
し、例えば適応動作部分(FIRディジタルフィルタ7
とFiltered-x LMSアルゴリズム実行部8)を省略して表
すと、図5に示すようになる。同図において、各伝達関
数P、W、Cを含めたこの制御系全体の伝達関数(リフ
ァレンスマイクロホン2からエラーマイクロホン6まで
の伝達関数)Hは、数11で表される。
Here, the block diagram shown in FIG. 4 is simplified to, for example, an adaptive operation part (FIR digital filter 7).
And the Filtered-x LMS algorithm execution unit 8) are omitted, they are as shown in FIG. In the same figure, the transfer function (transfer function from the reference microphone 2 to the error microphone 6) H of the entire control system including the transfer functions P, W, and C is expressed by Formula 11.

【0033】[0033]

【数11】H=P−C・W 但し、各伝達関数H、P、W、Cは、周波数fの関数で
ある。
H = P−C · W However, each transfer function H, P, W, and C is a function of frequency f.

【0034】この数11と、上記数10を用いると、時
刻k+1における制御系全体の伝達関数Hk+1 は、数1
2で表される。
Using this equation 11 and the above equation 10, the transfer function H k + 1 of the entire control system at time k + 1 is given by equation 1
It is represented by 2.

【0035】[0035]

【数12】 Hk+1 =P−C・Wk+1 =P−C(Wk +2μ・Ek ・CI* ・Xk * ) =P−C・Wk −2μ・C・CI* ・Ek ・Xk * [Equation 12] Hk + 1 = P-C * Wk + 1 = P-C (Wk + 2 [mu] * Ek * CI ** Xk * ) = P-C * Wk-2 [mu] * C * CI ** Ek * Xk *

【0036】また、この数12と同様に、時刻kにおけ
る制御系全体の伝達関数Hk は、数13で表される。
Similarly to the equation 12, the transfer function H k of the entire control system at the time k is represented by the equation 13.

【0037】[0037]

【数13】Hk =P−C・Wk-1 −2μ・C・CI*
Ek-1 ・Xk-1 *
[Equation 13] Hk = P-C ・ Wk-1 -2μ ・ C ・ CI *
Ek-1 ・ Xk-1 *

【0038】上記数12から数13を減算することによ
り、数14が得られる。
Equation 14 is obtained by subtracting Equation 13 from Equation 12 above.

【0039】[0039]

【数14】Hk+1 −Hk =−C(Wk −Wk-1 )−2μ
・C・CI* ・Ek ・Xk *+2μ・C・CI* ・E
k-1 ・Xk-1 *
[Number 14] H k + 1 -H k = -C (W k -W k-1) -2μ
・ C ・ CI *・ E k・ X k * + 2μ ・ C ・ CI *・ E
k-1 / X k-1 *

【0040】ここで、上記数10を変形すると、数15
が得られる。
Here, when the above equation 10 is transformed, the following equation 15 is obtained.
Is obtained.

【0041】[0041]

【数15】Wk+1 −Wk =2μ・Ek ・CI* ・Xk * [Equation 15] W k + 1 −W k = 2 μ · E k · CI * · X k *

【0042】更に、この数15を変形すると、数16が
得られる。
Further, by transforming the equation 15, the equation 16 is obtained.

【0043】[0043]

【数16】 Wk −Wk-1 =2μ・Ek-1 ・CI* ・Xk-1 * ## EQU16 ## W k −W k-1 = 2 μ · E k-1 · CI * · X k-1 *

【0044】従って、この数16を、上記数14に代入
すると、次の数17を得られる。
Therefore, by substituting this equation 16 into the above equation 14, the following equation 17 is obtained.

【0045】[0045]

【数17】 Hk+1 −Hk =−2μ・C・CI* ・Ek-1 ・Xk-1 * −2μ・C・CI* ・Ek ・Xk * +2μ・C・CI* ・Ek-1 ・Xk-1 * =−2μ・C・CI* ・Ek ・Xk * [Expression 17] H k + 1 −H k = −2 μ · C · CI * · E k-1 · X k-1 * -2 μ · C · CI * · E k · X k * +2 μ · C · CI * · E k-1 · X k -1 * = -2μ · C · CI * · E k · X k *

【0046】また、Ek =Hk ・Xk であるから、これ
を上記数17に代入すると、数18を得る。
Further, since E k = H k · X k , this is substituted into the above equation 17, and the equation 18 is obtained.

【0047】[0047]

【数18】 Hk+1 −Hk =−2μ・C・CI* ・Hk ・Xk ・Xk * =−2μ・|Xk 2 ・C・CI* ・Hk [Expression 18] H k + 1 −H k = −2 μ · C · CI * · H k · X k · X k * = − 2 μ · | X k | 2 · C · CI * · H k

【0048】この数18は、次の数19のように変形さ
れる。
This equation 18 is transformed into the following equation 19.

【0049】[0049]

【数19】 Hk+1 =(1−2μ・|Xk 2 ・C・CI* )・Hk [Formula 19] H k + 1 = (1-2 μ · | X k | 2 · C · CI * ) · H k

【0050】この数19によれば、時刻kにおける伝達
関数Hk が、時刻k+1においては、Filtered-x LMSア
ルゴリズム実行部8による1回の更新を経て〔1−2μ
・|Xk 2 ・C・CI* 〕倍されることを示してい
る。
According to this equation 19, the transfer function H k at time k is updated once at time k + 1 by the Filtered-x LMS algorithm execution unit 8 [1-2 μ
· | X k | 2 · C · CI * ] indicates that it is doubled.

【0051】ここで、減衰の対象とする騒音の騒音源
が、例えばエンジン等である場合には、その騒音信号x
k は、比較的に周期性の強い、即ち時刻kによらず周期
的に略一定した信号であると考えることができる。従っ
て、上記数19における|Xk2 を、その平均値|X
2 AVE に置き換えると、上記数19は、数20のよう
に表される。
If the noise source of the noise to be attenuated is, for example, an engine, the noise signal x
It can be considered that k is a signal having relatively strong periodicity, that is, a signal that is substantially constant periodically regardless of time k. Therefore, the average value | X k | 2 in the above equation 19 is
When replaced with | 2 AVE , the above equation 19 is expressed as equation 20.

【0052】[0052]

【数20】 Hk+1 =(1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* )・Hk =(1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* k+1 ・H0 [Formula 20] H k + 1 = (1-2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * ) · H k = (1-2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * ) k + 1 · H 0

【0053】この数20は、適応動作を繰り返して(適
応回数kを増大させて)、エラー信号ek の2乗期待値
を零又は最小値に漸近させるためには、この適応フィル
タの制御対象とする全ての周波数において、〔1−2μ
・|X|2 AVE ・C・CI*〕が、図6に示すように、
複素平面上の単位円内に存在しなければならないことを
表している。なお、同図における振幅A1 、A2 、及び
位相θ1 、θ2 の関係は、数21、数22で表される。
In order to make the square expected value of the error signal e k asymptotically close to zero or the minimum value by repeating the adaptive operation (increasing the adaptation number k), the expression (20) is controlled by this adaptive filter. At all frequencies
・ | X | 2 AVE・ C ・ CI * ], as shown in FIG.
It means that it must exist within the unit circle on the complex plane. Note that the relationship between the amplitudes A 1 and A 2 and the phases θ 1 and θ 2 in the figure is expressed by Equations 21 and 22.

【0054】[0054]

【数21】1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* =A1
・exp〔jθ1
[Equation 21] 1-2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * = A 1
・ Exp [jθ 1 ]

【0055】[0055]

【数22】−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* =A2
exp〔j(π+θ2 )〕
[Equation 22] −2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * = A 2 ·
exp [j (π + θ 2 )]

【0056】上記数22において、〔2μ・|X|2
AVE 〕は実数であるから、上記位相θ2 は〔C・C
* 〕の偏角に等しい。ここで、伝達関数CIは、予め
伝達関数Cを同定したものであるから、適応動作の開始
当初(時刻kが小さいうち)においては、上記〔C・C
* 〕は、略|CI|2 に等しい実数であるので、この
ときの位相θ2 はθ2 =0になる。従って、適当な収束
係数μを設定することにより、適応動作の開始当初にお
いては、上記〔1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI*
(即ち〔1−2μ・|X|2 AVE ・|CI|2 〕)が、
複素平面上の単位円内に存在し、即ち数23の条件を満
足する。
In the above formula 22, [2μ · | X | 2
AVE ] is a real number, the phase θ 2 is [C · C
I * ]. Here, since the transfer function CI is the transfer function C previously identified, at the beginning of the adaptive operation (while the time k is small), the above [CC
I * ] is a real number approximately equal to | CI | 2, and the phase θ 2 at this time is θ 2 = 0. Therefore, by setting an appropriate convergence coefficient μ, at the beginning of the adaptive operation, the above [1-2μ · | X | 2 AVE · C · CI * ]
(Ie [1-2μ · | X | 2 AVE · | CI | 2 ])
It exists within the unit circle on the complex plane, that is, the condition of Expression 23 is satisfied.

【0057】[0057]

【数23】 −1<〔1−2μ・|X|2 AVE ・|CI|2 〕<1[Equation 23] -1 <[1-2 μ · | X | 2 AVE · | CI | 2 ] <1

【0058】従って、この数23を満足し得る適応動作
の開始当初においては、エラー信号ek の2乗期待値
は、零又は最小値に漸近するので、正常な適応動作が実
現され、例えばアクティブ消音装置においては消音効果
を得ることができる。
Therefore, at the beginning of the adaptive operation that can satisfy the equation (23), the expected square value of the error signal e k approaches zero or the minimum value, so that the normal adaptive operation is realized and, for example, the active operation is performed. A muffling device can obtain a muffling effect.

【0059】しかし、上述したように、何らかの原因、
例えば上記アクティブ消音装置においては排気ダクト1
内の温度上昇による音速の変化により、このアクティブ
消音装置の制御対象とする周波数範囲内において、上記
2つの伝達関数C、CIが乖離すると、上記〔C・CI
* 〕が複素数となり、その偏角である位相θ2 が大きく
なる。そして、この位相θ2 が大きくなり過ぎると、例
えば図7に示すように、上述した〔1−2μ・|X|2
AVE ・C・CI* 〕が、単位円の外にはみ出してしまう
ことがある。
However, as described above,
For example, in the active silencer described above, the exhaust duct 1
If the two transfer functions C and CI deviate from each other within the frequency range to be controlled by the active silencer due to the change in the sound velocity due to the temperature rise in the inside, the above [C.CI
* ] Becomes a complex number, and its argument, the phase θ 2, becomes large. If this phase θ 2 becomes too large, for example, as shown in FIG. 7, the above-mentioned [1-2μ · | X | 2
AVE / C / CI * ] sometimes extends outside the unit circle.

【0060】このように、上記〔1−2μ・|X|2
AVE ・C・CI* 〕が、単位円の外にはみ出してしまう
と、それ以降の適応動作によって、エラー信号ek にお
ける上記伝達関数C、CIが乖離する周波数成分の振幅
が増大し、これによって、上記エラー信号ek の2乗期
待値が、零又は最小値に収束しなくなる。従って、正常
な適応動作を実現することができなくなり、例えばアク
ティブ消音装置においては、消音効果を得ることができ
なくなる。即ち、上記のようなアクティブ消音装置にお
いて確実に消音効果を得る(正常な適応動作を実現す
る)ためには、上記伝達関数CIが、上記伝達関数Cに
対して、常に十分な精度で同定されていなければならな
い。
Thus, the above [1-2 μ · | X | 2
AVE · C · CI * ] extends out of the unit circle, the adaptive operation thereafter increases the amplitude of the frequency component at which the transfer functions C and CI in the error signal e k deviate, which causes , The expected square value of the error signal e k does not converge to zero or the minimum value. Therefore, the normal adaptive operation cannot be realized, and the muffling effect cannot be obtained in the active muffling device, for example. That is, the transfer function CI is always identified with sufficient accuracy with respect to the transfer function C in order to surely obtain the sound deadening effect (to realize a normal adaptive operation) in the above active silencer. Must be

【0061】本発明は、伝達関数Cに変化が生じても、
この伝達関数Cの変化に応じて伝達関数CIを変化させ
ることによって、常に安定した適応動作を実現すること
のできる適応フィルタを提供することを目的とする。
According to the present invention, even if the transfer function C changes,
An object of the present invention is to provide an adaptive filter which can always realize stable adaptive operation by changing the transfer function CI according to the change of the transfer function C.

【0062】[0062]

【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、請求項1記載の発明は、第1の伝達関数を有する
伝送路に入力される信号を検出する第1の検出手段と、
上記伝送路から出力される信号を検出する第2の検出手
段と、上記第1の検出手段の出力信号を処理しこれを上
記伝送路に放出する適応型フィルタ手段と、上記第1及
び第2の検出手段の出力信号を入力し、これらに応じ
て、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記適応型フ
ィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在する第2の
伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1の伝達関
数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝達関
数を制御するフィルタ制御手段と、上記第1の検出手段
と上記フィルタ制御手段との間に介在し、上記第2の伝
達関数を同定する同定手段と、上記第1及び第2の検出
手段の出力信号を入力し、これらに応じて上記同定手段
の伝達関数を上記第2の伝達関数と相補にする同定制御
手段とを、具備している。上記同定制御手段は、上記同
定手段の伝達関数CINEWを CINEW=(1−ERATIO 1/n)/(2μ|X|・CI
OLD ) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、μは収束
係数、Xは第1の検出手段の出力信号をフーリエ変換し
た値、CIOLD は、更新開始前の同定手段の伝達関数
の複素共役)。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 comprises first detecting means for detecting a signal inputted to a transmission line having a first transfer function,
Second detecting means for detecting a signal output from the transmission line; adaptive filter means for processing an output signal of the first detecting means and emitting the output signal to the transmission line; the first and second Of the output signal of the detecting means, and in accordance therewith, transfer by combining the transfer function of the adaptive filter means and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detecting means. The function is interposed between the filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means, the first detection means and the filter control means in a state in which the function is complementary to the first transfer function, and Identification by inputting the identification means for identifying the second transfer function and the output signals of the first and second detection means, and correspondingly making the transfer function of the identification means complementary to the second transfer function. With control means, That. The identification control means uses the transfer function CI NEW of the identification means as CI NEW = (1−E RATIO 1 / n ) / (2μ | X | 2 · CI
OLD * ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating To the time of updating, μ is the convergence coefficient, X is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the first detecting means, and CI OLD * is the complex conjugate of the transfer function of the identifying means before the start of updating).

【0063】請求項2記載の発明は、第1の伝達関数を
有する伝送路に入力される信号を検出する第1の検出手
段と、上記伝送路から出力される信号を検出する第2の
検出手段と、上記第1の検出手段の出力信号を処理しこ
れを上記伝送路に放出する適応型フィルタ手段と、上記
第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これらに
応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記適応
型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在する第
2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1の伝
達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝
達関数を制御するフィルタ制御手段と、上記第1の検出
手段と上記フィルタ制御手段との間に介在し、上記第2
の伝達関数を同定する同定手段と、上記第1及び第2の
検出手段の出力信号を入力し、これらに応じて上記同定
手段の伝達関数を上記第2の伝達関数と相補にする同定
制御手段とを、具備している。上記同定制御手段は、上
記同定手段の伝達関数CINEWを CINEW=(1−ERATIO )/(2nμ|X|・CI
OLD ) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、μは収束
係数、Xは第1の検出手段の出力信号をフーリエ変換し
た値、CIOLD は、更新開始前の同定手段の伝達関数
の複素共役)。
According to a second aspect of the present invention, first detecting means for detecting a signal input to the transmission line having the first transfer function and second detection means for detecting a signal output from the transmission line. Means, an adaptive filter means for processing the output signal of the first detection means and emitting it to the transmission line, and output signals of the first and second detection means, and in accordance with these, The transfer function obtained by combining the transfer function of the adaptive filter means and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is in a state of being complementary to the first transfer function, The filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means, the first detection means and the filter control means are interposed between the second control means and the second control means.
Identification means for identifying the transfer function of the first and second detection means, and identification control means for complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function in accordance with the input signals. It has and. The identification control means uses the transfer function CI NEW of the identification means as CI NEW = (1−E RATIO ) / (2nμ | X | 2 · CI
OLD * ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating To the time of updating, μ is the convergence coefficient, X is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the first detecting means, and CI OLD * is the complex conjugate of the transfer function of the identifying means before the start of updating).

【0064】請求項3記載の発明は、第1の伝達関数を
有する伝送路に入力される信号を検出する第1の検出手
段と、上記伝送路から出力される信号を検出する第2の
検出手段と、上記第1の検出手段の出力信号を処理しこ
れを上記伝送路に放出する適応型フィルタ手段と、上記
第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これらに
応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記適応
型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在する第
2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1の伝
達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝
達関数を制御するフィルタ制御手段と、上記第1の検出
手段と上記フィルタ制御手段との間に介在し、上記第2
の伝達関数を同定する同定手段と、上記第1及び第2の
検出手段の出力信号を入力し、これらに応じて上記同定
手段の伝達関数を上記第2の伝達関数と相補にする同定
制御手段とを、具備している。上記同定制御手段は、上
記同定手段の伝達関数の位相θCINEWを θCINEW=arg(ERATIO 1/n−1)±π+arg
(CIOLD) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、CIOLD
は、更新開始前の同定手段の伝達関数)。
According to a third aspect of the present invention, first detecting means for detecting a signal input to the transmission line having the first transfer function and second detection means for detecting a signal output from the transmission line. Means, an adaptive filter means for processing the output signal of the first detection means and emitting it to the transmission line, and output signals of the first and second detection means, and in accordance with these, The transfer function obtained by combining the transfer function of the adaptive filter means and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is in a state of being complementary to the first transfer function, The filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means, the first detection means and the filter control means are interposed between the second control means and the second control means.
Identification means for identifying the transfer function of the first and second detection means, and identification control means for complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function in accordance with the input signals. It has and. The identification control means determines the phase θ CINEW of the transfer function of the identification means as θ CINEW = arg (E RATIO 1 / n −1) ± π + arg
Update by calculation of (CI OLD ) (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating CI OLD , from sampling to update
Is the transfer function of the identification means before the start of updating).

【0065】請求項4記載の発明は、第1の伝達関数を
有する伝送路に入力される信号を検出する第1の検出手
段と、上記伝送路から出力される信号を検出する第2の
検出手段と、上記第1の検出手段の出力信号を処理しこ
れを上記伝送路に放出する適応型フィルタ手段と、上記
第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これらに
応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記適応
型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在する第
2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1の伝
達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段の伝
達関数を制御するフィルタ制御手段と、上記第1の検出
手段と上記フィルタ制御手段との間に介在し、上記第2
の伝達関数を同定する同定手段と、上記第1及び第2の
検出手段の出力信号を入力し、これらに応じて上記同定
手段の伝達関数を上記第2の伝達関数と相補にする同定
制御手段とを具備している。上記同定制御手段は、上記
同定手段の伝達関数の位相θCINEWを θCINEW=arg(ERATIO−1)±π+arg(CI
OLD) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、CIOLDは、更
新開始前の同定手段の伝達関数)。
According to a fourth aspect of the present invention, first detecting means for detecting a signal input to the transmission line having the first transfer function and second detection means for detecting a signal output from the transmission line. Means, an adaptive filter means for processing the output signal of the first detection means and emitting it to the transmission line, and output signals of the first and second detection means, and in accordance with these, The transfer function obtained by combining the transfer function of the adaptive filter means and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is in a state of being complementary to the first transfer function, The filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means, the first detection means and the filter control means are interposed between the second control means and the second control means.
Identification means for identifying the transfer function of the first and second detection means, and identification control means for complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function in accordance with the input signals. It has and. The identification control means determines the phase θ CINEW of the transfer function of the identification means as θ CINEW = arg (E RATIO −1) ± π + arg (CI
OLD ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before the start of updating, and CI OLD is the updating Transfer function of the identification means before the start).

【0066】[0066]

【0067】[0067]

【0068】[0068]

【0069】[0069]

【0070】[0070]

【0071】[0071]

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【発明の実施の形態】本発明に係る適応フィルタをアク
ティブ消音装置に応用した場合の第1の実施の形態につ
いて、を図1を参照して説明する。同図に示すように、
このアクティブ消音装置は、上述した図4に示す従来の
アクティブ消音装置において、リファレンスマイクロホ
ン2から出力される騒音信号xk とエラーマイクロホン
6から出力されるエラー信号ek とが入力される伝達関
数演算部9を設けたものである。そして、この伝達関数
演算部9によって、上記騒音信号xk とエラー信号ek
とに応じて、FIRディジタルフィルタ7の伝達関数C
Iを更新するよう構成したものである。なお、これ以外
の構成については、上記図4の従来技術と同様であり、
同等部分には同一符号を付し、その構成についての詳細
な説明を省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment in which an adaptive filter according to the present invention is applied to an active silencer will be described with reference to FIG. As shown in the figure,
This active silencer is a transfer function calculation in which the noise signal x k output from the reference microphone 2 and the error signal e k output from the error microphone 6 are input in the conventional active silencer shown in FIG. 4 described above. The part 9 is provided. The noise signal x k and the error signal e k are then calculated by the transfer function calculator 9.
In accordance with the transfer function C of the FIR digital filter 7
I is configured to be updated. The configuration other than this is the same as that of the prior art shown in FIG.
The same parts are designated by the same reference numerals, and detailed description of their configuration will be omitted.

【0075】即ち、伝達関数演算部9は、例えば次の数
24に示す更新式に基づいて、FIRディジタルフィル
タ7の伝達関数CIとして新たに設定する伝達関数CI
NEWを算出する。そして、この算出結果CINEW を、上
記伝達関数CIに代えて、新たに上記ディジタルフィル
タ7に設定し、即ち上記伝達関数CIを更新させるもの
である。
That is, the transfer function calculation unit 9 newly sets the transfer function CI as the transfer function CI of the FIR digital filter 7 based on, for example, the update formula shown in the following equation 24.
Calculate NEW . The calculated result CI NEW is newly set in the digital filter 7 in place of the transfer function CI, that is, the transfer function CI is updated.

【0076】[0076]

【数24】CINEW =(1−ERATIO 1/n )/(2μ・
|X|2 AVE ・CIOLD * ) なお、ERATIO =Ek+n /Ek 、nは、この伝達関数C
NEW の更新ステップ数で、n=1、2、・・・であ
る。また、CIOLD * は、更新前の伝達関数CIの複素
共役である。
[Equation 24] CI NEW = (1-E RATIO 1 / n ) / (2μ ・
│X│ 2 AVE · CI OLD * ) E RATIO = E k + n / E k , n is the transfer function C
The number of I NEW update steps is n = 1, 2, ... CI OLD * is a complex conjugate of the transfer function CI before updating.

【0077】以下に、この数24の導出過程を説明す
る。即ち、今、適応動作の開始時刻(時刻0)から時刻
kの間においては、伝達関数CIは、伝達関数Cに対し
て、十分な精度で同定しているものとする。この状態に
おいては、上述したように、C・CI* ≒|CI|2
関係が成り立つので、上述の数20より、次の数25が
導かれる。
The derivation process of the equation 24 will be described below. That is, it is assumed that the transfer function CI is identified with sufficient accuracy with respect to the transfer function C between the start time (time 0) of the adaptive operation and the time k. In this state, as described above, the relationship of C · CI * ≉ | CI | 2 holds, so that the following formula 25 is derived from the above formula 20.

【0078】[0078]

【数25】Hk =(1−2μ・|X|2 AVE ・|CI|
2 k ・H0
[Equation 25] H k = (1-2μ · | X | 2 AVE · | CI |
2 ) k · H 0

【0079】次に、時刻k+1から時刻k+nの間にお
いて、伝達関数Cが、CNEW に変化しているものとする
と、このときの制御系全体における伝達関数Hk+n は、
数26で表される。
Next, assuming that the transfer function C changes to C NEW between time k + 1 and time k + n, the transfer function H k + n in the entire control system at this time is
It is represented by the equation 26.

【0080】[0080]

【数26】Hk+n =(1−2μ・|X|2 AVE ・CNEW
・CI* n ・Hk
[Equation 26] H k + n = (1-2μ ・ | X | 2 AVE・ C NEW
・ CI * ) n・ H k

【0081】ここで、時刻k及び時刻k+nにおけるエ
ラー信号特性Ek 及びEk+n は、数27及び数28で表
される。
Here, the error signal characteristics E k and E k + n at time k and time k + n are expressed by equations 27 and 28.

【0082】[0082]

【数27】Ek =Hk ・XAVE 但し、XAVE は、Xk の平均値である。[Equation 27] E k = H k · X AVE where X AVE is the average value of X k .

【0083】[0083]

【数28】Ek+n =Hk+n ・XAVE [Equation 28] E k + n = H k + n · X AVE

【0084】数27におけるEk は、エラー信号eで構
成されるエラー信号ベクトル vkをフーリエ変換した
もので、次の数29で表される。これは、数28におけ
るEk+n についても同様である。
E k in the equation 27 is the Fourier transform of the error signal vector v E k formed by the error signal e, and is represented by the following equation 29. The same applies to E k + n in Eq.

【0085】[0085]

【数29】vk =〔ek k-1 k-2 ・・・ek-L+1 T [Equation 29] v E k = [e k e k-1 e k-2 ... e k-L + 1 } T

【0086】この数27と数28との比ERATIO をとる
と、数30のようになる。
If the ratio E RATIO of the equation 27 and the equation 28 is taken, the equation 30 is obtained.

【0087】[0087]

【数30】ERATIO =Ek+n /Ek =Hk+n /Hk ( Equation 30) E RATIO = E k + n / E k = H k + n / H k

【0088】そして、この数30に、上記数26を代入
すると、数31が得られる。
By substituting the above equation 26 into the equation 30, the equation 31 is obtained.

【0089】[0089]

【数31】ERATIO =(1−2μ・|X|2 AVE ・C
NEW ・CI* n
[Equation 31] E RATIO = (1-2μ ・ | X | 2 AVE・ C
NEW / CI * ) n

【0090】この数31は、次の数32のように変形で
きる。
This equation 31 can be transformed into the following equation 32.

【0091】[0091]

【数32】CNEW =(1−ERATIO 1/n )/(2μ・|
X|2 AVE ・CI*
[Equation 32] C NEW = (1-E RATIO 1 / n ) / (2μ ・ |
X | 2 AVE・ CI * )

【0092】即ち、この伝達関数CNEW (伝達関数Cが
変化した結果)を、FIRディジタルフィルタ7の新た
な伝達関数CINEW として用いることによって、上記伝
達関数Cの変化に応じて、ディジタルフィルタ7の伝達
関数CIを更新させることができる。従って、この数3
1の伝達関数CNEW を、CINEW に置き換えることによ
り、上述の数24が導出される。なお、この数31にお
けるCI* については、FIRディジタルフィルタ7の
更新前の伝達関数(複素共役)であるので、上記更新用
の新たな伝達関数CINEW と区別するために、上記数2
4においてはCIOLD * としている。
That is, by using this transfer function C NEW (the result of the change of the transfer function C) as a new transfer function CI NEW of the FIR digital filter 7, the digital filter 7 is changed according to the change of the transfer function C. Can be updated. Therefore, this number 3
By replacing the transfer function C NEW of 1 with CI NEW , the above-mentioned formula 24 is derived. Note that the CI * in the equation 31 is the transfer function (complex conjugate) of the FIR digital filter 7 before being updated, and therefore, in order to distinguish it from the new transfer function CI NEW for updating,
In item 4, CI OLD * is used.

【0093】また、一般に、上記数31における〔2μ
・|X|2 AVE ・CNEW ・CI* 〕の絶対値は、1より
も十分に小さい値となる。従って、上記数28で表され
る比ERATIO は、次の数33に示すように近似できる。
Further, in general, [2μ
The absolute value of | X | 2 AVE · C NEW · CI * ] is a value sufficiently smaller than 1. Therefore, the ratio E RATIO represented by the above equation 28 can be approximated by the following equation 33.

【0094】[0094]

【数33】 ERATIO ≒1−2nμ・|X|2 AVE ・CNEW ・CI* [Equation 33] E RATIO ≈ 1-2 nμ ・ | X | 2 AVE・ C NEW・ CI *

【0095】そして、この数33を、伝達関数CNEW
ついての式に変形すると、数34のようになる。
Then, when this equation 33 is transformed into an equation for the transfer function C NEW , the equation 34 is obtained.

【0096】[0096]

【数34】CNEW =(1−ERATIO )/(2nμ・|X
2 AVE ・CI*
[Equation 34] C NEW = (1-E RATIO ) / (2nμ ・ | X
2 AVE / CI * )

【0097】従って、上述の数24の代わりに、次に示
す数35を使用して、ディジタルフィルタ7の新たな伝
達関数CINEW を算出し、これを上記ディジタルフィル
タ7に設定してもよい。
Therefore, instead of the above equation 24, the following equation 35 may be used to calculate a new transfer function CI NEW of the digital filter 7 and set it in the digital filter 7.

【0098】[0098]

【数35】CINEW =(1−ERATIO )/(2nμ・|
X|2 AVE ・CIOLD *
[Equation 35] CI NEW = (1-E RATIO ) / (2nμ ・ |
X | 2 AVE / CI OLD * )

【0099】なお、上記数24及び数35に示す更新式
は、周波数領域で表現した伝達関数であるので、実際に
FIRディジタルフィルタ7のフィルタ係数の更新値を
決定するには、上記数24及び数35により求めた伝達
関数CINEW を、逆フーリエ変換することにより時間領
域のデータに置き換える必要がある。
Since the updating equations shown in the above equations (24) and (35) are transfer functions expressed in the frequency domain, in order to actually determine the updating value of the filter coefficient of the FIR digital filter 7, It is necessary to replace the transfer function CI NEW obtained by the equation 35 with time domain data by performing an inverse Fourier transform.

【0100】上記のような更新演算を行う伝達関数演算
部9もまた、DSPやCPU等によって構成されていお
り、これらのCPUやDSP等は、上述した記憶部に記
憶されているプログラムに従って、上記伝達関数CIの
更新制御(数24及び数35の演算)等を実行する。ま
た、この伝達関数CIの更新制御において、その演算に
必要となるパラメータ、例えば収束係数μや更新前の伝
達関数CIOLD 等についても、上記記憶部に記憶されて
いる。
The transfer function operation unit 9 for performing the above-described update operation is also composed of a DSP, a CPU, etc., and these CPU, DSP, etc. are operated in accordance with the program stored in the storage unit described above. Update control of the transfer function CI (operations of equations 24 and 35) and the like are executed. Further, in the update control of the transfer function CI, parameters necessary for the calculation, such as the convergence coefficient μ and the transfer function CI OLD before update, are also stored in the storage unit.

【0101】また、上記数24及び数35の更新式にお
いては、|X|2 AVE を、これに代えて、時刻kにおけ
る|X|2 の値、即ち|Xk 2 、または、現時刻k+
nにおける|X|2 の値、即ち|Xk+n 2 に置き換え
ることもできる。
Further, in the updating equations of the above equations 24 and 35, | X | 2 AVE is replaced with the value of | X | 2 at time k, that is, | X k | 2 or the current time. k +
It can also be replaced by the value of | X | 2 in n, that is, | X k + n | 2 .

【0102】更に、伝達関数Cが、伝達関数CIと乖離
する速度は、それほど急峻なものではないので、サンプ
リング数kが1ずつ増加する(即ち上記数24及び数3
5においてnをn=1とする)毎に、伝達関数CIを更
新する必要はなく、例えば複数サンプリング(即ちn≧
2とする)毎に1回程度の更新でもよい。このように、
更新サイクルを長くすることによって、上記数24及び
数35の演算時間を稼ぐことができ、即ち上記演算を実
行するDSPやCPU等に対する負担を軽減することが
できる。
Further, since the speed at which the transfer function C deviates from the transfer function CI is not so steep, the sampling number k increases by 1 (that is, the above formulas 24 and 3).
5, it is not necessary to update the transfer function CI every time n is set to n = 1.
It may be updated about once every 2 times). in this way,
By lengthening the update cycle, it is possible to increase the computation time of the above equations 24 and 35, that is, it is possible to reduce the load on the DSP, CPU, etc. that perform the above computation.

【0103】また、上記数24及び数35により上記伝
達関数CIの更新を行うと、この伝達関数CIは、その
振幅及び位相共に新たな値に変化するが、この伝達関数
CIの振幅を変化させずに、位相θCI(θCI=arg
〔CI〕)のみを変化させることにより、上記伝達関数
CIを更新してもよい。この位相θCIのみを変化させる
更新式は、上記数24及び数35から導出することがで
きる。即ち、数24からは、次の数36が導出される。
When the transfer function CI is updated according to the equations (24) and (35), the amplitude and phase of the transfer function CI change to new values, but the amplitude of the transfer function CI is changed. Phase θ CICI = arg
The transfer function CI may be updated by changing only [CI]). The update formula that changes only the phase θ CI can be derived from the above formulas 24 and 35. That is, the following equation 36 is derived from the equation 24.

【0104】[0104]

【数36】 θCINEW =arg〔(1−ERATIO 1/n )/(2μ・|
X|2 AVE ・CIOLD * )〕 =arg〔(1−ERATIO 1/n )/CIOLD * 〕 =arg〔1−ERATIO 1/n 〕−arg〔CIOLD * 〕 =arg〔1−ERATIO 1/n 〕+arg〔CIOLD
[ Equation 36] θ CINEW = arg [(1-E RATIO 1 / n ) / (2μ ・ |
X | 2 AVE · CI OLD * )] = arg [(1-E RATIO 1 / n ) / CI OLD * ] = arg [1-E RATIO 1 / n ] -arg [CI OLD * ] = arg [1- E RATIO 1 / n ] + arg [CI OLD ]

【0105】また、この数36から、数37が導出され
る。
Further, from this equation 36, the equation 37 is derived.

【0106】[0106]

【数37】θCINEW =arg〔ERATIO 1/n −1〕±π
+arg〔CIOLD
[ Equation 37] θ CINEW = arg [E RATIO 1 / n -1] ± π
+ Arg [CI OLD ]

【0107】一方、数35からは、次の数38が導出さ
れる。
On the other hand, the following equation 38 is derived from the equation 35.

【0108】[0108]

【数38】 θCINEW =arg〔(1−ERATIO )/ (2nμ・|X|2 AVE ・CIOLD * )〕 =arg〔(1−ERATIO )/CIOLD * 〕 =arg〔1−ERATIO 〕−arg〔CIOLD * 〕 =arg〔1−ERATIO 〕+arg〔CIOLD[ Equation 38] θ CINEW = arg [(1-E RATIO ) / ( 2 nμ · | X | 2 AVE · CI OLD * )] = arg [(1-E RATIO ) / CI OLD * ] = arg [1-E RATIO ] -arg [CI OLD * ] = arg [1-E RATIO ] + arg [CI OLD ]

【0109】また、この数38から、数39が導出され
る。
Further, from the equation 38, the equation 39 is derived.

【0110】[0110]

【数39】θCINEW =arg〔ERATIO −1〕±π+a
rg〔CIOLD
[ Equation 39] θ CINEW = arg [E RATIO −1] ± π + a
rg [CI OLD ]

【0111】即ち、上記数36乃至数39のいずれかの
演算により、伝達関数CIを更新させてもよい。このよ
うに、伝達関数CIの位相θCIのみを変化させた場合で
も、上述の図6及び図7における位相θ2 は零となるの
で、エラー信号ek の2乗期待値は零又は最小値へと収
束し、即ち正常な適応動作を実現できる。
That is, the transfer function CI may be updated by any one of the operations of the expressions 36 to 39. As described above, even when only the phase θ CI of the transfer function CI is changed, the phase θ 2 in FIGS. 6 and 7 described above is zero, so the expected square value of the error signal e k is zero or the minimum value. Thus, it is possible to realize a normal adaptive operation.

【0112】なお、上記のように位相θCIのみを更新さ
せる場合は、例えば図7に示すように、〔1−2μ・|
X|2 AVE ・C・CI* 〕が単位円からはみ出した周波
数についてのみ更新を行ってもよいし、この適応フィル
タが制御対象とする全周波数領域について上記更新を行
ってもよい。
When only the phase θ CI is updated as described above, for example, as shown in FIG. 7, [1-2 μ · |
X | 2 AVE · C · CI * ] may be updated only for frequencies outside the unit circle, or may be updated for all frequency regions controlled by this adaptive filter.

【0113】また、上記〔1−2μ・|X|2 AVE ・C
・CI* 〕が、単位円をはみ出したか否かにより上記位
相θCIの更新を行うのではなく、この〔1−2μ・|X
2 AVE ・C・CI* 〕が、予め定めたある値を越えた
か否かを判断し、この値を越えた周波数についてのみ上
記更新を行うよう構成してもよい。
In addition, the above [1-2 μ · | X | 2 AVE · C
.CI * ] does not update the above-mentioned phase θ CI depending on whether or not the unit circle protrudes, and this [1-2 μ · | X
It is also possible to judge whether or not | 2 AVE · C · CI * ] exceeds a predetermined value and perform the updating only for frequencies exceeding this value.

【0114】上記のように、本第1の実施の形態によれ
ば、何らかの原因、例えばアクティブ消音装置において
は排気ダクト1内の温度上昇により生じる音速の変化等
によって、伝達関数Cに変化が生じると、その変化した
伝達関数CNEW (を算出した結果)が、FIRディジタ
ルフィルタ7の新たな伝達関数CINEW として更新され
る。即ち、上記伝達関数Cが一定とされている従来技術
とは異なり、伝達関数Cの変化に応じて、ディジタルフ
ィルタ7の伝達関数CIも更新される。従って、ディジ
タルフィルタ7の伝達関数CIは、伝達関数Cに対して
常に十分な精度で同定さた状態になる。このような状態
においては、適応フィルタの適応動作により、エラー信
号ek の2乗期待値は零又は最小値に収束されるので、
常に正常な適応動作を実現することができ、例えばアク
ティブ消音装置においては常に安定した消音効果を得る
ことができる。
As described above, according to the first embodiment, the transfer function C changes due to some cause, such as a change in sound velocity caused by a temperature rise in the exhaust duct 1 in the active silencer. And the changed transfer function C NEW (result of calculation) is updated as a new transfer function CI NEW of the FIR digital filter 7. That is, unlike the prior art in which the transfer function C is constant, the transfer function CI of the digital filter 7 is also updated according to the change in the transfer function C. Therefore, the transfer function CI of the digital filter 7 is always identified with sufficient accuracy with respect to the transfer function C. In such a state, the squared expected value of the error signal e k is converged to zero or the minimum value by the adaptive operation of the adaptive filter.
It is possible to always realize a normal adaptive operation, and for example, an active muffling device can always obtain a stable muffling effect.

【0115】なお、本第1の実施の形態における排気ダ
クト1が、特許請求の範囲に記載の伝送路に対応し、こ
の排気ダクト1内の伝達関数Pが、第1の伝達関数に対
応する。そして、リファレンスマイクロホン2及びエラ
ーマイクロホン6が、各々第1及び第2の検出手段に対
応する。また、ディジタルフィルタ3が、特許請求の範
囲に記載の適応型フィルタ手段に対応し、Filtered-x L
MSアルゴリズム実行部8が、フィルタ制御手段に対応す
る。そして、ディジタルフィルタ3の出力端子からエラ
ーマイクロホン6の配置位置までの伝達関数Cが、第2
の伝達関数に対応する。更に、FIRディジタルフィル
タ7が、同定手段に対応し、伝達関数演算部9が、同定
制御手段に対応する。
The exhaust duct 1 in the first embodiment corresponds to the transmission line described in the claims, and the transfer function P in the exhaust duct 1 corresponds to the first transfer function. . The reference microphone 2 and the error microphone 6 correspond to the first and second detecting means, respectively. Further, the digital filter 3 corresponds to the adaptive filter means described in the claims, and is a Filtered-x L
The MS algorithm execution unit 8 corresponds to the filter control means. The transfer function C from the output terminal of the digital filter 3 to the position where the error microphone 6 is arranged is
Corresponds to the transfer function of. Furthermore, the FIR digital filter 7 corresponds to the identification means, and the transfer function calculation unit 9 corresponds to the identification control means.

【0116】次に、本発明に係る適応フィルタの参考形
態について、図2及び図3を参照して説明する。なお、
本参考形態も、上述した第1の実施の形態と同様に、上
記適応フィルタをアクティブ消音装置に応用したもの
で、その概略構成は、図1と同様である。この参考形態
と上記第1の実施の形態とが異なるところは、伝達関数
演算部9におけるディジタルフィルタ7の伝達関数CI
の更新(演算)方法のみであるので、本参考形態におい
ては、その概略構成についての詳細な説明は省略する。
Next, a reference mode of the adaptive filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition,
Also in this reference embodiment, the adaptive filter is applied to the active silencer as in the first embodiment, and the schematic configuration thereof is the same as that in FIG. The difference between this reference embodiment and the first embodiment is that the transfer function CI of the digital filter 7 in the transfer function calculator 9 is changed.
Since only the updating (calculation) method is performed, detailed description of its schematic configuration will be omitted in this reference embodiment.

【0117】即ち、何らかの原因、例えばアクティブ消
音装置においては排気ダクト1内の温度上昇により生じ
る音速の変化等によって、伝達関数Cに変化が生じる
と、上述したように、この適応フィルタの適応動作が不
安定な方向へと向かい、その結果、エラー信号ek が増
加する。そこで、伝達関数演算部9により、これに入力
された上記エラー信号ベクトル vk をフーリエ変換
し、これによってエラー信号ek の周波数特性、即ちE
k を算出する。
That is, if the transfer function C changes due to some cause, for example, a change in the sound velocity caused by a temperature rise in the exhaust duct 1 in the active silencer, as described above, the adaptive operation of the adaptive filter is performed. In the direction of instability, the error signal e k increases as a result. Therefore, the transfer function calculation unit 9 performs a Fourier transform on the error signal vector v E k input thereto, and thereby the frequency characteristic of the error signal e k , that is, E
Calculate k .

【0118】次に、時刻kから、n時間経過後のエラー
信号ベクトル vk+n をフーリエ変換し、これによって
上記エラー信号ek+n の周波数特性、即ちEk+n を算出
する。
Next, from time k, the error signal vector v E k + n after n hours has passed is Fourier-transformed, whereby the frequency characteristic of the error signal e k + n , that is, E k + n is calculated.

【0119】そして、上記Ek とEk+n とを比較し、上
記時間nの間に、エラー信号ek が増加した周波数成分
を検出する。
Then, E k and E k + n are compared with each other, and the frequency component in which the error signal e k is increased is detected during the time n.

【0120】このエラー信号ek が増加した周波数にお
けるディジタルフィルタ7の伝達関数CIを、次のいず
れかの方法により更新する。
The transfer function CI of the digital filter 7 at the frequency where the error signal e k has increased is updated by one of the following methods.

【0121】即ち、上記周波数における伝達関数CIの
振幅を小さくするよう、この伝達関数CIの振幅特性を
更新する。これによって、この伝達関数CIの複素共役
CI* の絶対値も小さくなり、上述した数22における
〔2μ・|X|2 AVE ・C・CI* 〕の絶対値A2 も小
さくなる。この状態を複素平面で表すと、例えば図2に
示すようになる。
That is, the amplitude characteristic of the transfer function CI is updated so as to reduce the amplitude of the transfer function CI at the above frequency. As a result, the absolute value of the complex conjugate CI * of this transfer function CI also becomes small, and the absolute value A 2 of [2μ · | X | 2 AVE · C · CI * ] in the above-mentioned formula 22 also becomes small. When this state is represented by a complex plane, it becomes as shown in FIG. 2, for example.

【0122】同図(a)に示すように、上述した〔1−
2μ・|X|2 AVE ・C・CI* 〕が、複素平面上の単
位円の外にはみ出している場合でも、上記絶対値A2
小さくすることにより、同図(b)に示すように、上記
〔1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* 〕を、単位円内
に収めることができる場合がある。このように、上記
〔1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* 〕が単位円内に
収まると、この適応フィルタの適応動作が正常化され、
上記エラー信号ek の増加が抑制され、即ち伝達関数C
の変化に応じてディジタルフィルタ7の伝達関数CIが
更新されることになる。
As shown in FIG. 11A, the above-mentioned [1-
Even if 2μ · | X | 2 AVE · C · CI * ] is out of the unit circle on the complex plane, by reducing the absolute value A 2 as shown in FIG. In some cases, the above [1-2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * ] can be accommodated within the unit circle. Thus, when the above [1-2 μ · | X | 2 AVE · C · CI * ] is within the unit circle, the adaptive operation of this adaptive filter is normalized,
The increase of the error signal e k is suppressed, that is, the transfer function C
The transfer function CI of the digital filter 7 is updated according to the change of

【0123】一方、上記のように伝達関数CIの振幅特
性を更新するのではなく、伝達関数CIの位相特性のみ
を更新する方法がある。
On the other hand, instead of updating the amplitude characteristic of the transfer function CI as described above, there is a method of updating only the phase characteristic of the transfer function CI.

【0124】即ち、上記伝達関数Cの変動が、上述した
ように排気ダクト1内の温度上昇により生じる音速の変
化が原因である場合、この適応フィルタの適応動作の開
始当初(エンジンの運転当初)の状態を複素平面で表す
と、例えば図3(a)に示すようになる。この状態にお
いては、伝達関数C及びCIは互いに略等しいので、
〔C・CI* 〕は略実数となり、即ちこの偏角に相当す
る位相θ2 はθ2 ≒0となる。従って、上記〔1−2μ
・|X|2 AVE ・C・CI* 〕は、複素平面上の単位円
内に存在する。
That is, when the fluctuation of the transfer function C is caused by the change of the sound velocity caused by the temperature rise in the exhaust duct 1 as described above, at the beginning of the adaptive operation of the adaptive filter (at the beginning of the engine operation). When the above state is represented by a complex plane, for example, it becomes as shown in FIG. In this state, the transfer functions C and CI are substantially equal to each other,
[C · CI * ] is a substantially real number, that is, the phase θ 2 corresponding to this deviation angle is θ 2 ≈0. Therefore, the above [1-2μ
-| X | 2 AVE -C-CI * ] exists within the unit circle on the complex plane.

【0125】ここで、時間の経過に伴い、排気ダクト1
内(詳しくは、2次音源スピーカ5とエラーマイクロホ
ン6との間)の温度が徐々に上昇し、これによって排気
ダクト1内における音速が速くなってくると、上記伝達
関数Cの位相が正の方向に回転することになる。即ち、
この伝達関数Cの位相と伝達関数CIの複素共役CI*
の位相とを足した上記位相θ2 が、正の方向に回転し、
これによって、例えば図3(b)に示すように、上記
〔1−2μ・|X|2 AVE ・C・CI* 〕が単位円の外
にはみ出てしまう。
Here, with the passage of time, the exhaust duct 1
When the temperature inside (specifically, between the secondary sound source speaker 5 and the error microphone 6) gradually rises, and the sound velocity in the exhaust duct 1 increases due to this, the phase of the transfer function C becomes positive. It will rotate in the direction. That is,
The phase of this transfer function C and the complex conjugate CI * of the transfer function CI
The above phase θ 2 which is the sum of the phase and
As a result, for example, as shown in FIG. 3 (b), the above [1-2μ · | X | 2 AVE · C · CI * ] extends outside the unit circle.

【0126】よって、この場合は、上記CI* の位相を
負の方向に回転させるよう伝達関数CIを更新し、これ
によって上記位相θ2 を負の方向に回転させて、例えば
図3(c)に示すように、上記〔1−2μ・|X|2
AVE ・C・CI* 〕が単位円内に収まるようにする。こ
のように、上記CI* の位相を負の方向に回転させるに
は、伝達関数CIの位相を正の方向に回転させればよ
い。なお、以上は、排気ダクト1内の温度が徐々に上昇
する場合についてであるが、これとは逆に、排気ダクト
1内の温度が徐々に下降する場合には、上記伝達関数C
Iの位相を負の方向に回転させるよう更新する。
Therefore, in this case, the transfer function CI is updated so as to rotate the phase of the CI * in the negative direction, thereby rotating the phase θ 2 in the negative direction, for example, as shown in FIG. As shown in [1-2 μ · | X | 2
AVE / C / CI * ] should be within the unit circle. Thus, in order to rotate the phase of CI * in the negative direction, the phase of the transfer function CI may be rotated in the positive direction. The above is the case where the temperature in the exhaust duct 1 gradually rises. On the contrary, when the temperature in the exhaust duct 1 gradually falls, the transfer function C
Update the phase of I to rotate in the negative direction.

【0127】なお、上記のように伝達関数CIの振幅特
性又は位相特性のみを更新させるのではなく、この振幅
特性及び位相特性の両方を更新させる方法もある。
There is a method of updating not only the amplitude characteristic or the phase characteristic of the transfer function CI as described above but also the amplitude characteristic and the phase characteristic.

【0128】そして、上記のいずれかの方法により、デ
ィジタルフィルタ7の伝達関数CIを徐々に更新させる
と共に、常にエラー信号の周波数特性Ek から、その適
応結果を監視する。そして、この監視の結果、上記Ek
が減少し始めたら、上記伝達関数CIの更新を停止す
る。
Then, the transfer function CI of the digital filter 7 is gradually updated by any of the methods described above, and the adaptation result is constantly monitored from the frequency characteristic E k of the error signal. Then, as a result of this monitoring, the above E k
Is started to decrease, the updating of the transfer function CI is stopped.

【0129】なお、上記においては、エラー信号の周波
数特性Eを監視して、その増加傾向にある周波数成分に
ついてのみ伝達関数CIを更新させたが、これに限ら
ず、例えばエラー信号ek の自乗値ek 2 を監視し、こ
の自乗値ek 2 を基に上記伝達関数CIを更新させても
よい。即ち、エラー信号の自乗値ek 2 が増加傾向にあ
るときに、上記伝達関数CIをその周波数全体(この適
応フィルタの制御対象とする周波数全体)にわたって、
その振幅を小さくしたり、位相を回転させるよう構成し
てもよい。これによって、上記のようにエラー信号ek
をわざわざフーリエ変換してその周波数特性Ek を算出
する必要がないので、伝達関数演算部9を構成するDS
PやCPU等に対する処理の負担を軽減させることがで
きる。
In the above description, the frequency characteristic E of the error signal is monitored and the transfer function CI is updated only for the frequency component having an increasing tendency. However, the present invention is not limited to this. For example, the square of the error signal e k is used. The value e k 2 may be monitored, and the transfer function CI may be updated based on the squared value e k 2 . That is, when the square value e k 2 of the error signal tends to increase, the transfer function CI is changed over the entire frequency (the entire frequency to be controlled by this adaptive filter).
The amplitude may be reduced or the phase may be rotated. This causes the error signal e k as described above.
Since it is not necessary to calculate the frequency characteristic E k by Fourier transform of the DS, the DS constituting the transfer function calculation unit 9 is
It is possible to reduce the processing load on the P, CPU, and the like.

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明によれば、同定制御手段によっ
て、同定手段の伝達関数を第2の伝達関数に等しくなる
ように制御している。従って、何らかの原因により第2
の伝達関数に変化が生じても、この第2の伝達関数の変
化に応じて同定手段の伝達関数も変化するので、適応型
フィルタ手段から伝送路に放出される信号と、伝送路を
入口側から出口側へと伝搬する信号とを、互いに相補な
特性とすることができる。即ち、第2の伝達関数が変化
しても、常に安定した適応動作を実現することができる
という効果がある。
According to the present invention, the identification control means controls the transfer function of the identification means to be equal to the second transfer function. Therefore, due to some reason, the second
, The transfer function of the identification means also changes in accordance with the change in the second transfer function. Therefore, the signal emitted from the adaptive filter means to the transmission path and the transmission path on the inlet side. The signal propagating from the output side to the output side can have characteristics complementary to each other. That is, there is an effect that a stable adaptive operation can always be realized even if the second transfer function changes.

【0131】[0131]

【0132】[0132]

【0133】[0133]

【0134】[0134]

【0135】[0135]

【0136】[0136]

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

【図1】本発明に係る適応フィルタをアクティブ消音装
置に応用した1実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment in which an adaptive filter according to the present invention is applied to an active silencer.

【図2】本発明の参考形態における適応動作を示す複素
平面図で、(a)は、適応動作の不安定状態を示し、
(b)は、安定状態を示す図である。
FIG. 2 is a complex plan view showing an adaptive operation in the reference embodiment of the present invention, (a) shows an unstable state of the adaptive operation,
(B) is a figure showing a stable state.

【図3】図2とは異なる方式でアクティブ消音装置の適
応動作を実現した場合の複素平面図で、(a)は、適応
動作の開始当初を示し、(b)は、適応動作の不安定状
態を示し、(c)は、安定状態を示す図である。
3A and 3B are complex plan views in the case where the adaptive operation of the active silencer is realized by a method different from that in FIG. 2, where FIG. 3A shows the beginning of the adaptive operation, and FIG. 3B shows unstable adaptive operation. FIG. 3C shows a state, and FIG. 7C is a diagram showing a stable state.

【図4】従来の適応フィルタをアクティブ消音装置に応
用した状態を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a state in which a conventional adaptive filter is applied to an active silencer.

【図5】アクティブ消音装置における信号の流れを簡略
化したブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram in which a signal flow in the active silencer is simplified.

【図6】アクティブ消音装置における適応動作の安定状
態を複素平面で表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a stable state of adaptive operation in the active silencer on a complex plane.

【図7】アクティブ消音装置における適応動作の不安定
状態を複素平面で表した図である。
FIG. 7 is a diagram showing an unstable state of adaptive operation in the active silencer on a complex plane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ダクト 2 リファレンスマイクロホン 3 FIR適応型ディジタルフィルタ 4 反転器 5 2次音源スピーカ 6 エラーマイクロホン 7 FIRディジタルフィルタ 8 Filtered-x LMSアルゴリズム実行部 9 伝達関数演算部 1 exhaust duct 2 Reference microphone 3 FIR adaptive digital filter 4 Inverter 5 Secondary sound source speaker 6 Error microphone 7 FIR digital filter 8 Filtered-x LMS algorithm execution unit 9 Transfer function calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H03H 17/02 601 G10K 11/16 H 21/00 B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G10K 11/178 F01N 1/00 G05B 13/02 G05B 23/02 H03H 17/02 601 H03H 21/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H03H 17/02 601 G10K 11/16 H 21/00 B (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G10K 11 / 178 F01N 1/00 G05B 13/02 G05B 23/02 H03H 17/02 601 H03H 21/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の伝達関数を有する伝送路に入力さ
れる信号を検出する第1の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第2の検出手
段と、 上記第1の検出手段の出力信号を処理しこれを上記伝送
路に放出する適応型フィルタ手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記
適応型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在す
る第2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1
の伝達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段
の伝達関数を制御するフィルタ制御手段と、 上記第1の検出手段と上記フィルタ制御手段との間に介
在し、上記第2の伝達関数を同定する同定手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて上記同定手段の伝達関数を上記第2の伝達関
数と相補にする同定制御手段と、 を具備し、 上記同定制御手段は、上記同定手段の伝達関数CINEW
を CINEW=(1−ERATIO 1/n)/(2μ|X|・CI
OLD ) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、μは収束
係数、Xは第1の検出手段の出力信号をフーリエ変換し
た値、CIold は、更新開始前の同定手段の伝達関数
の複素共役)ことを特徴とする適応フィルタ。
1. A first detecting means for detecting a signal input to a transmission line having a first transfer function, a second detecting means for detecting a signal output from the transmission line, and the first detecting means. The adaptive filter means for processing the output signal of the detecting means and emitting it to the transmission line, and the output signals of the first and second detecting means are input, and the adaptive filter means of the adaptive filter means is responsive to them. The transfer function obtained by synthesizing the transfer function and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is the first transfer function.
The second transfer function is provided between the filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means and the first detection means and the filter control means in a state complementary to the transfer function of Identification means for identifying, and identification control means for inputting the output signals of the first and second detection means and correspondingly complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function. However, the identification control means has a transfer function CI NEW of the identification means.
CI NEW = (1-E RATIO 1 / n ) / (2μ | X | 2・ CI
OLD * ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating From the time of updating to the time of updating, μ is a convergence coefficient, X is a value obtained by Fourier transforming the output signal of the first detecting means, and CI old * is a complex conjugate of the transfer function of the identifying means before the start of updating). And an adaptive filter.
【請求項2】 第1の伝達関数を有する伝送路に入力さ
れる信号を検出する第1の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第2の検出手
段と、 上記第1の検出手段の出力信号を処理しこれを上記伝送
路に放出する適応型フィルタ手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記
適応型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在す
る第2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1
の伝達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段
の伝達関数を制御するフィルタ制御手段と、 上記第1の検出手段と上記フィルタ制御手段との間に介
在し、上記第2の伝達関数を同定する同定手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて上記同定手段の伝達関数を上記第2の伝達関
数と相補にする同定制御手段と、 を具備し、 上記同定制御手段は、上記同定手段の伝達関数CINEW
を CINEW=(1−ERATIO )/(2nμ|X|・CI
OLD ) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、μは収束
係数、Xは第1の検出手段の出力信号をフーリエ変換し
た値、CIOLD は、更新開始前の同定手段の伝達関数
の複素共役)ことを特徴とする適応フィルタ。
2. A first detecting means for detecting a signal input to a transmission line having a first transfer function, a second detecting means for detecting a signal output from the transmission line, and the first detecting means. The adaptive filter means for processing the output signal of the detecting means and emitting it to the transmission line, and the output signals of the first and second detecting means are input, and the adaptive filter means of the adaptive filter means is responsive to them. The transfer function obtained by synthesizing the transfer function and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is the first transfer function.
The second transfer function is provided between the filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means and the first detection means and the filter control means in a state complementary to the transfer function of Identification means for identifying, and identification control means for inputting the output signals of the first and second detection means and correspondingly complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function. However, the identification control means has a transfer function CI NEW of the identification means.
CI NEW = (1-E RATIO ) / (2nμ | X | 2 · CI
OLD * ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating To the time of updating, μ is a convergence coefficient, X is a value obtained by Fourier transforming the output signal of the first detecting means, and CI OLD * is a complex conjugate of the transfer function of the identifying means before the start of updating). And an adaptive filter.
【請求項3】 第1の伝達関数を有する伝送路に入力さ
れる信号を検出する第1の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第2の検出手
段と、 上記第1の検出手段の出力信号を処理しこれを上記伝送
路に放出する適応型フィルタ手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記
適応型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在す
る第2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1
の伝達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段
の伝達関数を制御するフィルタ制御手段と、 上記第1の検出手段と上記フィルタ制御手段との間に介
在し、上記第2の伝達関数を同定する同定手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて上記同定手段の伝達関数を上記第2の伝達関
数と相補にする同定制御手段と、 を具備し、 上記同定制御手段は、上記同定手段の伝達関数の位相θ
CINEWを θCINEW=arg(ERATIO 1/n−1)±π+arg
(CIOLD) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、nは更新開始前
から更新時までのサンプリングインデックス、CIOLD
は、更新開始前の同定手段の伝達関数)ことを特徴とす
る適応フィルタ。
3. A first detecting means for detecting a signal input to a transmission line having a first transfer function, a second detecting means for detecting a signal output from the transmission line, and the first detecting means. The adaptive filter means for processing the output signal of the detecting means and emitting it to the transmission line, and the output signals of the first and second detecting means are input, and the adaptive filter means of the adaptive filter means is responsive to them. The transfer function obtained by synthesizing the transfer function and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is the first transfer function.
The second transfer function is provided between the filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means and the first detection means and the filter control means in a state complementary to the transfer function of Identification means for identifying, and identification control means for inputting the output signals of the first and second detection means and correspondingly complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function. However, the identification control means is configured to transfer the phase θ of the transfer function of the identification means.
CINEW is θ CINEW = arg (E RATIO 1 / n -1) ± π + arg
Update by calculation of (CI OLD ) (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is the value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is the value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before starting updating, and n is the value before starting updating CI OLD , from sampling to update
Is a transfer function of the identification means before the start of updating).
【請求項4】 第1の伝達関数を有する伝送路に入力さ
れる信号を検出する第1の検出手段と、 上記伝送路から出力される信号を検出する第2の検出手
段と、 上記第1の検出手段の出力信号を処理しこれを上記伝送
路に放出する適応型フィルタ手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて、上記適応型フィルタ手段の伝達関数と上記
適応型フィルタ手段及び上記第2の検出手段間に存在す
る第2の伝達関数との合成による伝達関数が、上記第1
の伝達関数と相補する状態に、上記適応型フィルタ手段
の伝達関数を制御するフィルタ制御手段と、 上記第1の検出手段と上記フィルタ制御手段との間に介
在し、上記第2の伝達関数を同定する同定手段と、 上記第1及び第2の検出手段の出力信号を入力し、これ
らに応じて上記同定手段の伝達関数を上記第2の伝達関
数と相補にする同定制御手段と、 を具備し、 上記同定制御手段は、上記同定手段の伝達関数の位相θ
CINEWを θCINEW=arg(ERATIO −1)±π+arg(CI
OLD) の演算によって更新する(但し、ERATIO =Ek+n
/E、Ek+nは更新時の第2の検出手段の出力信号
をフーリエ変換した値、Eは更新開始前の第2の検出
手段の出力信号をフーリエ変換した値、CIoldは、更
新開始前の同定手段の伝達関数)ことを特徴とする適応
フィルタ。
4. A first detecting means for detecting a signal input to a transmission line having a first transfer function, a second detecting means for detecting a signal output from the transmission line, and the first detecting means. The adaptive filter means for processing the output signal of the detecting means and emitting it to the transmission line, and the output signals of the first and second detecting means are input, and the adaptive filter means of the adaptive filter means is responsive to them. The transfer function obtained by synthesizing the transfer function and the second transfer function existing between the adaptive filter means and the second detection means is the first transfer function.
The second transfer function is provided between the filter control means for controlling the transfer function of the adaptive filter means and the first detection means and the filter control means in a state complementary to the transfer function of Identification means for identifying, and identification control means for inputting the output signals of the first and second detection means and correspondingly complementing the transfer function of the identification means with the second transfer function. However, the identification control means is configured to transfer the phase θ of the transfer function of the identification means.
CINEW is θ CINEW = arg (E RATIO -1) ± π + arg (CI
OLD ) to update (however, E RATIO = E k + n
/ E k , E k + n is a value obtained by Fourier transforming the output signal of the second detecting means at the time of updating, E k is a value obtained by performing Fourier transform of the output signal of the second detecting means before the start of updating, and CI old is updating The transfer function of the identification means before the start).
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