JP5728378B2 - 騒音低減装置 - Google Patents
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Description
d≦λ/2
例えば、Fmax=500kHzの場合、音速cを340m/sとすると、間隔dは0.34mとなる。
Δ={(R2+D±i 2)1/2−R}/c ・・・(1)
上記の式に基づいて、各スピーカ12について遅延時間Δを算出し、各スピーカ12に対応する遅延回路30に遅延時間Δを設定する。これにより、遅延回路30の各々は、算出された遅延時間Δだけ信号を遅延させる。
Ki=R/(Δi×c+R) (i=1、2、・・・) ・・・(2)
また、各バンドパスフィルタ32は、入力される信号から全周波数の信号を通過させるフィルタと、信号の周波数帯域の複数の中心周波数を大きい順に1つずつ個数を増加させて中心周波数の周波数帯域を組み合わせた複数のグループの各々に含まれる周波数帯域の信号を各々通過させるフィルタとの何れかで構成されている。例えば、入力される信号から全周波数の信号を通過させるフィルタ、入力される信号から、最大の中心周波数2n−1f(例えば、4f=250Hz)の周波数帯域のみが含まれる第1グループの周波数帯域の信号を通過させるフィルタ、最大の中心周波数2n−1f(250Hz)の周波数帯域及び2番目に大きい中心周波数2n−2f(例えば、2f=125Hz)の周波数帯域が含まれる第2グループの周波数帯域の信号を通過させるフィルタ、及び最大の中心周波数2n−1f(250Hz)の周波数帯域、2番目に大きい中心周波数2n−2f(125Hz)の周波数帯域、及び3番目に大きい中心周波数2n−3f(例えば、f=63Hz)の周波数帯域が含まれる第3グループの周波数帯域の信号を通過させる第3のフィルタの何れかで構成されている。
f0=(f1×f2)1/2
f1=2−1/2×f0
f2=21/2×f0
また、帯域幅が以下のように表される。
f2/f1=(21/2×f0)/(2−1/2×f0)=21/1
なお、1/3オクターブ分析器の場合には、以下のように表される。
f0=(f1×f2)1/2
f1=2−1/6×f0
f2=21/6×f0
f2/f1=(21/6×f0)/(2−1/6×f0)=21/3
また、1/nオクターブ分析器の場合には、以下のように表される。
f0=(f1×f2)1/2
f1=2−1/2n×f0
f2=21/2n×f0
f2/f1=(21/2n×f0)/(2−1/2n×f0)=21/n
また、信号処理部40は、逆フィルタ28のフィルタ係数W(t)を、例えば陽解法によって、以下のように決定する。
ここで、εAは、半径ρの1次波面上における単位面積あたりの2次小波の強度であり、また、ε0/ρは1次波面上における単位面積あたりの1次波の強度である。従って、2次小波の発生源の強度は、1次波の強度の1/λとなる。
上記の相互相関関数φxy(τ)は、センサーマイク18を時間軸ゼロ(基点)として、騒音がセンサーマイク18からスピーカ近接マイク38(Miとする)に到達するまでに要する時間Tiである。ここで、スピーカ近接マイク38からセンサーマイク18までの間の距離をdiとし、cを音速とすると、以下の式で表される。
Ti=di/c
従って、センサーマイク18からスピーカ近接マイク38までの間の距離diは、di=Ti×cとなるため、スピーカ近接マイク38の各々を円の中心として、半径diの円弧を描いて、円弧が交わる点を騒音源の位置として特定する。
R=Tmin・c
そして、第1の実施の形態と同様に、中心スピーカを基準としたときの遅延時間を算出して、遅延回路30に設定すればよい。
以上説明したように、第4の実施の形態に係る騒音低減システムによれば、逆フィルタリング処理された信号に基づいて中心周波数の周波数帯域を組み合わせたグループの各々に含まれる周波数帯域の制御音を、騒音源を中心とする円弧状に配列された各スピーカに放音させることにより、逆フィルタリング処理された信号に基づいて放音された制御音の波面の包絡面が騒音の波面に相当するため、騒音源から拡散する騒音を広い範囲で低減することができる。
第2グループに含まれる周波数帯域の中心周波数:2n−1f、2n−2f
第3グループに含まれる周波数帯域の中心周波数:2n−1f、2n−2f、2n−3f
第4グループに含まれる周波数帯域の中心周波数:2n−1f、2n−2f、・・・、2n−4f
・・・
第nグループに含まれる周波数帯域の中心周波数:2n−1f、2n−2f、・・・f
また、バンドパスフィルタは、スピーカユニットに対応させてバンドパスフィルタを配列したとき、スピーカユニットの左端に対応するバンドパスフィルタまたは右端に対応するバンドパスフィルタ(端部)からスピーカユニットの中心部に向かって、通過帯域が以下の配列となるように配列することができる。
「2n−1f、2n−2f、・・・、f」(端部)、「2n−1f」、「2n−1f、2n−2f、・・・、2f」、「2n−1f」、「2n−1f、2n−2f、・・・、4f」、「2n−1f」、「2n−1f、2n−2f、・・・、8f」、「2n−1f」、・・・、「2n−1f」、「2n−1f、2n−2f、・・・、f」(中心部)。なお、中心部は、全周波数帯域の信号を通過させるバンドバスフィルタを用いてもよい。
12 スピーカ
14、414、712 スピーカユニット
16、316、416、916 制御ブロック
18 センサーマイク
20 マイクアンプ
22 逆フィルタDSP
26 A/D変換器
28 逆フィルタ
30 遅延回路
32 バンドパスフィルタ
33、333、433 フィルタ群
34 D/A変換器
36 パワーアンプ
40、240 信号処理部
650、750、850 防音壁
Claims (3)
- 低減対象となる騒音に対して制御音を放出すると共に、低減対象となる騒音の周波数帯域に対応する波長の1/2に相当する長さ以下の間隔で配列された複数のスピーカを備えたスピーカユニットと、
騒音源からの騒音を集音し、集音した騒音に対応する音響信号を出力するマイクロホンと、
前記音響信号に基づいて、前記スピーカユニットから前記騒音源と反対側における騒音を低減するための低減信号を生成する生成手段と、
前記スピーカから放音された制御音の波面の包絡面が前記騒音の波面に相当するように、前記低減信号を、前記騒音源と遅延させた低減信号に基づいた制御音を放音する前記複数のスピーカとの求めた距離の各々に応じて算出された遅延時間だけ各々遅延させる処理を行うと共に、前記スピーカの各々について前記遅延時間が大きいほど前記スピーカから放音される前記制御音の大きさが小さくなるように補正する処理手段と、
前記処理手段で処理された信号を前記複数のスピーカの各々に入力する入力手段と、
を含む騒音低減装置であって、
前記スピーカについての遅延時間を、前記騒音源と前記スピーカとの距離と、前記騒音源と前記複数のスピーカのうちの中心スピーカとの距離との差分を、音速で割った値とした騒音低減装置。 - 低減対象となる騒音に対して制御音を放出すると共に、低減対象となる騒音の周波数帯域に対応する波長の1/2に相当する長さ以下の間隔で配列された複数のスピーカを備えたスピーカユニットと、
騒音源の振動を検出し、検出した振動に対応する振動信号を出力する振動検出手段と、
前記振動信号に基づいて、前記スピーカユニットから前記騒音源と反対側における騒音を低減するための低減信号を生成する生成手段と、
前記スピーカから放音された制御音の波面の包絡面が前記騒音の波面に相当するように、前記低減信号を、前記騒音源と遅延させた低減信号に基づいた制御音を放音する前記複数のスピーカとの求めた距離の各々に応じて算出された遅延時間だけ各々遅延させる処理を行うと共に、前記スピーカの各々について前記遅延時間が大きいほど前記スピーカから放音される前記制御音の大きさが小さくなるように補正する処理手段と、
前記処理手段で処理された信号を前記複数のスピーカの各々に入力する入力手段と、
を含む騒音低減装置であって、
前記スピーカについての遅延時間を、前記騒音源と前記スピーカとの距離と、前記騒音源と前記複数のスピーカのうちの中心スピーカとの距離との差分を、音速で割った値とした騒音低減装置。 - 前記スピーカユニットの複数のスピーカを、壁上に設けた請求項1又は2記載の騒音低減装置。
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