JPH0561480A - アクテイブ消音方法及び消音装置 - Google Patents

アクテイブ消音方法及び消音装置

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JPH0561480A
JPH0561480A JP3222995A JP22299591A JPH0561480A JP H0561480 A JPH0561480 A JP H0561480A JP 3222995 A JP3222995 A JP 3222995A JP 22299591 A JP22299591 A JP 22299591A JP H0561480 A JPH0561480 A JP H0561480A
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JP
Japan
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filter
sound
muffling
filter coefficient
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3222995A
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English (en)
Inventor
Takehiko Hiei
武彦 樋江井
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】適応型FIRフィルタを用いたアクティブ消音
方法及び消音装置において、所期の消音効果を制御開始
後早期に得る。 【構成】適応型FIRフィルタの制御部8bは、最小二
乗平均法(LMS;Least Mean Square)アルゴリズ
ムによる適応制御を行うものであって、騒音を低減した
低減音信号(エラー信号)に基いて上記LMSの制御パ
ラメータとしての消音フィルタのフィルタ係数を更新し
て、被消音空間の所定位置での音圧レベルを軽減する。
この場合、上記消音フィルタの収束したフィルタ係数を
EEPRAM30に保存し、次回以後の消音制御の開始
時には該保存した収束フィルタ係数を再利用する。これ
により、消音制御を発振させることなく、消音制御開始
後の消音収束時間を著しく短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ダクト等の音波の伝播
通路内の非定常的な広帯域の騒音に対して、これとは逆
位相で且つ同振幅の反転音を作用させて消音を行うアク
ティブ消音方法及び消音装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種のアクティブ消音方法
として、適応型FIR(Finite Inpulse Response)
フィルタを使用し、該適応型FIRフィルタにより騒音
信号に対して逆位相で同振幅の反転音信号を生成した
後、該反転音信号を付加音源に入力して反転音をダクト
等の被消音空間に放射するとともに、上記被消音空間の
所定観測点にモニタマイクロホンを配置し、該観測点に
て騒音と上記付加音源から放射された反転音との合成音
を該マイクロホンにより検出し、該合成音を低減音レベ
ルとして上記適応型FIRフィルタにフィードバックし
て、該低減音レベルを小さくするように適応型FIRフ
ィルタのフィルタ係数を逐次更新することにより、上記
観測点周辺の音圧レベルを低減するようにしたものが知
られている(例えば電子情報通信学会の技術研究報告の
1988年EA−88−29参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如き
アクティブ消音方法では、モニタマイクロホンにより合
成音を高い周波数でサンプリングし、該サンプリング毎
に適応型FIRフィルタのフィルタ係数を更新すれば、
該フィルタ係数は短時間で収束するので、消音開始後は
短時間で効果的に騒音を低減し得るものである。このた
め、一般に、適応型FIRフィルタのフィルタ係数の初
期値は零値に設定される。
【0004】しかしながら、常に静寂な状態を保持する
必要のある空間等では、上記の如き消音制御が発振しな
いように十分に安全対策を講じておく必要があり、この
場合には合成音の数サンプリング回数当てに一回づつフ
ィルタ係数を更新することが望ましく、その結果、フィ
ルタ係数の収束に時間を要し、騒音を有効に低減するま
でに長時間が要かる場合がある。
【0005】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、消音制御を開始した後は常に短時間
で騒音を効果的に低減することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、フィルタ係数が一旦収束した後は、こ
の収束したフィルタ係数を保存し、これを次回以後の消
音制御に使用することとする。
【0007】つまり、請求項1記載の発明の具体的な解
決手段は、アクティブ消音方法として、騒音信号に対し
て逆位相で同振幅の反転音信号を適応型FIRフィルタ
により生成した後、該反転音信号を付加音源に入力して
反転音を被消音空間に放射するとともに、上記被消音空
間の所定観測点に配置されたモニタマイクロホンにより
該観測点の低減音レベルを検出し、該低減音レベルを上
記適応型FIRフィルタにフィードバックして該適応型
FIRフィルタのフィルタ係数を更新して、上記観測点
周辺の音圧レベルを低減する方法を前提として、上記フ
ィルタ係数が収束したときの該フィルタ係数を保存し、
次回の消音開始時に上記保存したフィルタ係数を初期値
として適応型FIRフィルタを制御するようにしてい
る。
【0008】また、請求項2記載の発明では、アクティ
ブ消音装置として、騒音信号に対して逆位相で同振幅の
反転音信号を生成する適応型FIRフィルタと、該適応
型FIRフィルタにより生成した反転音信号を受けて反
転音を被消音空間に放射する付加音源と、上記被消音空
間の所定観測点に配置され該観測点の低減音レベルを検
出して上記適応型FIRフィルタにフィードバックする
モニタマイクロホンとを設けると共に、上記適応型FI
Rフィルタを、上記フィードバックされた低減音レベル
により上記観測点周辺の音圧レベルを低減するようにフ
ィルタ係数を更新するように構成し、更に上記適応型F
IRフィルタのフィルタ係数が収束したときの該フィル
タ係数を保存する保存手段を設ける構成としている。
【0009】
【作用】以上の構成により、請求項1及び請求項2記載
のアクティブ消音方法及び消音装置では、適応型FIR
フィルタのフィルタ係数は、モニタマイクロホンにて検
出した低減音レベルに基いて逐次更新され、やがて収束
して、ダクト等の音波の伝播通路内の騒音が有効に軽減
される。そして、上記収束したフィルタ係数が保存手段
に保存される。
【0010】その後、消音制御が停止され、次回以後の
消音制御が開始される際には、上記保存手段に保存した
フィルタ係数が読出されて初期値とされるので、その次
回以後の消音制御では騒音が短時間で効果的に低減され
ることになる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブ消音方法及び消音装置によれば、適応型FIRフィル
タの収束したフィルタ係数を保存し、該フィルタ係数を
次回以後の消音制御に初期値として使用したので、2回
目以後の消音制御においてダクト等の音波の伝播通路内
の騒音を短時間で効果的に消音できる効果を奏する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
【0013】図1はアクティブ消音装置の全体構成を示
し、(1)は音波の伝播通路としてのダクトである。
(2)は該ダクト(1)における騒音の矢印で示す伝播
方向に所定間隔隔てて配置されて該ダクト(1)内の騒
音を検出する第1のマイクロホン(2a)及び第2のマ
イクロホン(2b)よりなる検出マイクロホン、(3)
は該検出マイクロホン(2)の騒音伝播方向の下流側に
配置されて騒音とは逆位相で且つ同振幅の反転音をダク
ト(1)の被消音空間に放射するための付加音源として
のスピーカである。
【0014】上記検出マイクロホン(2)において、騒
音伝播方向の下流側に配置された第2のマイクロホン
(2b)には、上記スピーカ(3)から放射された反転
音が該第2のマイクロホン(2b)までに伝播するのに
要する伝播時間τ1だけ第2のマイクロホン(2a)の
検出信号を遅延させる遅延回路(4)が配置され、その
後段には差動アンプ(5)が配置され、その+端子に上
記第1のマイクロホン(2a)の検出信号が入力され、
−端子に第2のマイクロホン(2b)の検出信号を遅延
回路(4)で遅延した信号が入力されている。以上の構
成により、ダクト(1)内を図中矢印で示す方向に進行
する騒音のみを検出するように検出マイクロホン(2)
に指向性を持たせている。
【0015】また、(8)は上記差動アンプ(5)の出
力信号を受ける適応型FIRフィルタであって、該適応
型FIRフィルタ(8)は、消音フィルタ(8a)及び
適応制御用の制御部(8b)を有し、該消音フィルタ
(8a)は上記差動アンプ(5)から受けた騒音信号と
は基本的に逆位相で同振幅の反転音信号を生成するもの
である。また、制御部(8b)は、最小二乗平均法(L
MS;Least Mean Square)アルゴリズムによる適応
制御を行うものであって、上記差動アンプ(5)を通し
て受ける騒音信号を遅延した信号と、後述するモニタマ
イクロホン(10)からフィードバックされる低減音信
号とに基いて、ダクト(1)内の後述する観測点周辺の
音圧レベルを低減するようにLMSの制御パラメータと
しての上記消音フィルタ(8a)のフィルタ係数を更新
して、消音フィルタ(8a)の反転音信号を適応制御し
補正するものである。
【0016】そして、上記適応型FIRフィルタ(8)
の消音フィルタ(8a)により生成した反転音信号は、
上記のスピーカ(3)に入力される。
【0017】また、ダクト(1)内には、スピーカ
(3)の騒音伝播方向下流側の所定観測点に2個のマイ
クロホン(10a),(10b)より成るモニタマイク
ロホン(10)が配置されている。該両マイクロホン
(10a),(10b)は、進行する騒音を上記スピー
カ(3)から放射された反転音の作用により低減した低
減音レベルをその観測点にて検出するものであって、両
者は上記の検出マイクロホン(2)と同様に、騒音の伝
播方向に所定距離隔てて配置されている。下流側に配置
された第2のマイクロホン(10b)には、上記スピー
カ(3)から放射された反転音が該第2のマイクロホン
(10b)までに伝播するのに要する伝播時間τ2だけ
該第2のマイクロホン(2a)の検出信号を遅延させる
遅延回路(11)が配置され、更にその後段には、上記
第1のマイクロホン(10a)の検出信号を+端子に入
力し、−端子に第2のマイクロホン(10b)の検出信
号を遅延回路(11)で遅延した信号が入力される差動
アンプ(12)が配置されていて、モニタマイクロホン
(10)に指向性を持たせている。そして、上記差動ア
ンプ(12)からの低減音信号が、上記適応型FIRフ
ィルタ(8)にフィードバックされていて、その低減音
信号に基いて該適応型FIRフィルタ(8)のLMSの
制御パラメータとしての消音フィルタ(8a)のフィル
タ係数を更新するようにしている。
【0018】上記適応型FIRフィルタ(8)の制御部
(8b)の内部構成を図2に示す。同図の制御部(8
b)は中央演算処理装置(15)を有し、該演算処理装
置(15)には、上記検出マイクロホン(2)からの騒
音信号及びモニタマイクロホン(10)からの低減音信
号が各々プログラマブル・ゲイン・アンプ(16)、ハ
イパス・フィルタ(17)、ローパス・フィルタ(1
8)及びA/Dコンバータ(19)を経て入力されると
共に、消音フィルタ(8a)のフィルタ係数を更新する
ための1個の読出し専用メモリ(20)及び2個の読み
出し/書き込みメモリ(21)が接続される。また、生
成された反転音信号は、D/Aコンバータ(25)、ロ
ーパス・フィルタ(26)、ハイパス・フィルタ(2
7)及びプログラマブル・ゲイン・アンプ(28)を経
てスピーカ(3)に出力される。
【0019】そして、上記制御部(8b)には、適応型
FIRフィルタ(8)の消音フィルタ(8a)のフィル
タ係数が収束した際の該フィルタ係数を保存する不揮発
性の記憶装置,例えばEEPRAM30が保存手段とし
て備えられている。
【0020】次に、上記のアクティブ消音装置を用いて
ダクト(1)内の騒音を消音する方法を説明する。
【0021】先ず、ダクト(1)内の騒音を検出マイク
ロホン(2)の第1及び第2のマイクロホン(2a),
(2b)により検出し、そのうち第2のマイクロホン
(2b)にて検出した騒音信号を遅延回路(4)で時間
τ1だけ遅延して、この遅延された騒音信号と第1のマ
イクロホン(1a)にて検出した騒音信号とを差動アン
プ(5)に入力することにより、騒音信号のみを検出マ
イクロホン(2)により検出する。
【0022】その後、差動アンプ(5)通過後の騒音信
号が適応型FIRフィルタ(8)に入力され、該適応型
FIRフィルタ(8)によって、上記騒音信号とは逆位
相で且つ同振幅の反転音信号が生成され、この反転音信
号がスピーカ(3)に入力されて、該スピーカ(3)か
ら反転音がダクト(1)内に放射される。このことによ
り、ダクト(1)内の騒音は、スピーカ(3)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。
【0023】さらに、観測点では低減された騒音レベル
がモニタマイクロホン(10)により検出され、その2
個のマイクロホン(10a),(10b)の検出信号が
遅延回路(11)及び差動アンプ(12)により信号処
理されて、低減された騒音信号のみが取出される。そし
て、この低減された騒音信号,つまり低減音信号が適応
型FIRフィルタ(8)にフィードバックされて、この
低減音信号に基いてLMSの制御パラメータの消音フィ
ルタ(8a)のフィルタ係数が逐次更新されるので、消
音フィルタ(8a)による反転音信号の生成がダクト
(1)内の騒音に対して経時的に精度良く行われて、該
フィルタ係数が収束した際にはダクト(1)内の観測点
周辺の音圧レベルが最も良好に低減されることになる。
【0024】そして、上記消音フィルタ(8a)の収束
したフィルタ係数はEEPRAM30に保存される。
【0025】以後、上記の消音制御が停止され、次回に
消音制御を再開する際には、上記EEPRAM30に保
存された収束フィルタ係数が初期値として適応型FIR
フィルタ(8)の消音フィルタ(8a)が制御される。
従って、2回目以後の消音制御においては、上記収束し
たフィルタ係数の使用により、その消音制御の開始時か
ら観測点での音圧レベルを短時間で効果的に低減するこ
とができる。
【0026】尚、本発明では、収束したフィルタ係数を
次回の消音制御時に再利用したが、その他、消音制御が
終了する毎にその制御終了時のフィルタ係数を保存し、
その平均値を次回のフィルタ係数の初期値として利用し
たり、又はフィルタ係数の初期値を複数個記憶してお
き、消音制御の開始時毎に適当に選択して使用すること
が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】アクティブ消音装置全体の概略構成を示す図で
ある。
【図2】制御部の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 ダクト(被消音空間) 3 スピーカ(付加音源) 8 適応型FIRフィルタ 8a 消音フィルタ 8b 制御部 10 モニタマイクロホン 30 EEPRAM(保存手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音
    信号を適応型FIRフィルタにより生成した後、該反転
    音信号を付加音源に入力して反転音を被消音空間に放射
    するとともに、上記被消音空間の所定観測点に配置され
    たモニタマイクロホンにより該観測点の低減音レベルを
    検出し、該低減音レベルを上記適応型FIRフィルタに
    フィードバックして該適応型FIRフィルタのフィルタ
    係数を更新して、上記観測点周辺の音圧レベルを低減す
    るアクティブ消音方法であって、上記フィルタ係数が収
    束したときの該フィルタ係数を保存し、次回の消音開始
    時に上記保存したフィルタ係数を初期値として適応型F
    IRフィルタを制御することを特徴とするアクティブ消
    音方法。
  2. 【請求項2】騒音信号に対して逆位相で同振幅の反転音
    信号を生成する適応型FIRフィルタと、該適応型FI
    Rフィルタにより生成した反転音信号を受けて反転音を
    被消音空間に放射する付加音源と、上記被消音空間の所
    定観測点に配置され該観測点の低減音レベルを検出して
    上記適応型FIRフィルタにフィードバックするモニタ
    マイクロホンとを備え、上記適応型FIRフィルタは、
    上記フィードバックされた低減音レベルにより上記観測
    点周辺の音圧レベルを低減するようにフィルタ係数を更
    新するものであるとともに、上記適応型FIRフィルタ
    のフィルタ係数が収束したときの該フィルタ係数を保存
    する保存手段を備えたことを特徴とするアクティブ消音
    装置。
JP3222995A 1991-09-03 1991-09-03 アクテイブ消音方法及び消音装置 Withdrawn JPH0561480A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0887927A1 (en) * 1997-06-25 1998-12-30 TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (publ) TDMA master-slave filter tuning
JP2009105910A (ja) * 2008-11-27 2009-05-14 Japan Radio Co Ltd 回り込み低減装置および中継放送装置
US8917879B2 (en) 2008-07-09 2014-12-23 Kyushu Institute Of Technology Active muffler

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Effective date: 19981203