JPH06332477A - 消音装置 - Google Patents

消音装置

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Publication number
JPH06332477A
JPH06332477A JP5122523A JP12252393A JPH06332477A JP H06332477 A JPH06332477 A JP H06332477A JP 5122523 A JP5122523 A JP 5122523A JP 12252393 A JP12252393 A JP 12252393A JP H06332477 A JPH06332477 A JP H06332477A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
noise
output
microphone
speaker
Prior art date
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Pending
Application number
JP5122523A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hashimoto
裕之 橋本
Kenichi Terai
賢一 寺井
Yasutoshi Nakama
保利 中間
Tadashi Tamura
忠司 田村
Masao Koba
政生 木場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5122523A priority Critical patent/JPH06332477A/ja
Publication of JPH06332477A publication Critical patent/JPH06332477A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 能動的騒音制御を用いた消音装置において、
特に第1の制御点を制御するアダプティブフィルタに接
続されるフィルタ回路を用いて第1の制御点と第2の制
御点の伝達関数を近似することにより、アダプティブフ
ィルタを増やさずに騒音制御範囲を拡大できる消音装置
を提供する。 【構成】 騒音源からの騒音を検出するマイクロホン1
aと、検出された騒音信号を適応制御するアダプティブ
フィルタ2と、その出力を再生するスピーカ6aと、そ
の再生音と騒音を検出するマイクロホン1bと、マイク
ロホン1aの出力を信号処理するFiltered-xFIRフィル
タ3と、その出力とマイクロホン1bの出力からアダプ
ティブフィルタ2の係数を演算して更新するLMS演算
器4と、アダプティブフィルタ2の出力を信号処理する
FIRフィルタ5と、その出力を再生するスピーカ6b
とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は騒音環境下における能動
的騒音制御を用いた消音装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境騒音をディジタル信号処理技
術を用いてスピーカから制御音を出力して受聴位置で消
音する能動的騒音制御方法が提案されている。
【0003】以下、図面を参照しながら従来の消音装置
について説明する。(図3)は従来の消音装置のブロッ
ク図である。(図3)において、1a、1bはマイクロ
ホン、2はアダプティブフィルタ、3はFiltered-xFIR
フィルタ、4はLMS演算器、6はスピーカである。
【0004】以上のように構成された消音装置につい
て、以下その動作について説明する。マイクロホン1a
で検出された騒音信号は、アダプティブフィルタ2とFi
ltered-xFIRフィルタ3に入力される。アダプティブフ
ィルタ2で適応制御された信号は、スピーカ6により再
生される。そしてその再生音と騒音源からの騒音が干渉
し合い、その干渉音がマイクロホン1bで検出される。
検出された信号はLMS演算器4に入力され、一方Filtere
d-xFIRフィルタ3の出力もLMS演算器4に入力される。
ここでFiltered-xFIRフィルタ3には、スピーカ6から
マイクロホン1bまでの伝達関数Cが予め同定されてい
る。よってLMS演算器4は、 W(n+1)=W(n)+αrT(n)e(n) に従ってアダプティブフィルタ2の係数を更新する。但
し、アダプティブフィルタ2の係数をW、Filtered-xFI
Rフィルタ3の出力をr、マイクロホン1bの出力をe
とする。これによってマイクロホン1bの位置における
騒音が再生音と打ち消し合って騒音が減少する。
【0005】この制御アルゴリズムは Filtered-x LMS
(B.Widrow, S.D.Stearns,"AdaptiveSignal Processin
g")と呼ばれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら(図3)
のような構成では、マイクロホン1bでは騒音が減衰し
ても、A点やB点のようにマイクロホン1bから離れて
いるところではマイクロホン1bと比べて減衰量が少な
い、あるいは減衰しないという問題点を有していた。つ
まり、実際の耳元とマイクロホン1bの位置が離れてい
ると聴感効果が得られ難くなる。
【0007】また、聴感効果を得るためにA点やB点も
減衰させたい場合、従来方法では各々の点で制御するた
めにアダプティブフィルタなどを増やさなければならな
いという問題点も有していた。
【0008】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、フィルタ回路を用いることによってマイクロホンの
設置可能なところをアダプティブフィルタの制御点とし
て、実際の減衰効果を制御点以外(例えば耳元)で得る
ことができる消音装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に第1の発明の消音装置は、騒音源からの騒音を検出す
る騒音検出器と、この検出された騒音信号を適応制御す
るアダプティブフィルタと、アダプティブフィルタの出
力を再生する第1のスピーカと、第1のスピーカの出力
音と騒音を検出する誤差検出器と、前記アダプティブフ
ィルタからの出力信号を信号処理するフィルタ回路とか
ら構成されている。
【0010】さらに第2の発明の消音装置は、騒音源か
らの騒音を検出する騒音検出器と、この検出された騒音
信号を適応制御するアダプティブフィルタと、アダプテ
ィブフィルタの出力を再生するスピーカと、このスピー
カの出力音と騒音を検出する誤差検出器と、前記誤差検
出器からの出力を信号処理するフィルタ回路とから構成
されている。
【0011】
【作用】第1の発明によって、アダプティブフィルタの
制御点である誤差検出器から第2のスピーカが制御する
点までの伝達関数をフィルタ回路で補正し、アダプティ
ブフィルタの出力にこのフィルタ回路でその伝達関数を
畳み込むことによって誤差検出器位置以外の点で騒音を
減衰することができ、アダプティブフィルタ数を少なく
してハードウエアを小型化できる。
【0012】第2の発明によって、アダプティブフィル
タの制御点である誤差検出器からスピーカが制御する点
までの伝達関数をフィルタ回路で補正し、誤差検出器の
出力をフィルタ回路でその伝達関数を畳み込み、その結
果をアダプティブフィルタの係数更新情報とすることに
より、誤差検出器位置以外の点で騒音を減衰することが
できる。
【0013】
【実施例】以下第1の発明の一実施例について、図面を
参照しながら説明する。
【0014】(図1)は第1の発明の一実施例における
消音装置のブロック図を示すものである。(図1)にお
いて、1aは騒音検出器であるところのマイクロホン,
1bは誤差検出器であるところのマイクロホン、2はア
ダプティブフィルタ、3はFiltered-xFIRフィルタ、4
はLMS演算器、5はFIRフィルタ、6a、6bはスピー
カ、7a、7bは椅子である。
【0015】以上のように構成された消音装置につい
て、以下その動作について説明する。まず、マイクロホ
ン1aで検出された騒音は、アダプティブフィルタ2と
Filtered-xFIRフィルタ3に入力される。アダプティブ
フィルタ2で信号処理された出力は椅子7aに埋め込ま
れたスピーカ6aより再生される。そしてマイクロホン
1bで騒音源からの騒音とスピーカ6aからの制御音と
が検出されLMS演算器4に入力される。一方、Filtered-
xFIRフィルタ3に入力されたマイクロホン1aからの信
号は、ここに予め同定されていた伝達関数C(スピーカ
6aからマイクロホン1bへの伝達関数)と畳み込まれ
てLMS演算器4に入力される。よってLMS演算器4はFilt
ered-xFIRフィルタ3からの出力をリファレンス信号と
し、マイクロホン1bからの出力をエラー信号としてLM
S演算(最小二乗法)を行い、アダプティブフィルタ2
の係数を求めて更新する。その係数はエラー信号である
マイクロホン1bの検出信号を最小となるように更新さ
れていくので、アダプティブフィルタ2の出力はマイク
ロホン1bにおいて騒音を減衰させるように変化してい
く。
【0016】次にマイクロホン1bにおいて騒音を減衰
させるアダプティブフィルタ2の出力は、FIRフィルタ
5にも入力される。FIRフィルタ5には予めマイクロホ
ン1bから制御点であるA点までの伝達関数Gが係数と
して求められている。ここでスピーカ6bからA点まで
の伝達関数は、スピーカ6aからマイクロホン1bまで
の伝達関数Cに近似しているとする。騒音はマイクロホ
ン1bを伝わってA点まで到達するので、マイクロホン
1bで消音されれば同様にA点でも消音されることとな
る。
【0017】以上のように本実施例によれば、FIRフィ
ルタ5を用いてマイクロホン1bからA点までの伝達関
数Gを近似してマイクロホン1bを制御するためのアダ
プティブフィルタ2の出力をFIRフィルタ5で信号処理
することにより、A点を制御するためのアダプティブフ
ィルタ、Filtered-xFIRフィルタ、LMS演算器、マイクロ
ホンを使用せずにFIRフィルタ5のみで騒音を減衰する
ことができ、小型化を実現できる。
【0018】次に第2の発明の一実施例について説明す
る。(図2)は第2の発明の一実施例における消音装置
のブロック図を示すものである。(図2)において、1
aは騒音検出器であるところのマイクロホン,1bは誤
差検出器であるところのマイクロホン、2はアダプティ
ブフィルタ、3はFiltered-xFIRフィルタ、4はLMS演算
器、5はFIRフィルタ、6はスピーカ、7は椅子であ
る。
【0019】以上のように構成された消音装置につい
て、以下その動作について説明する。まず、マイクロホ
ン1aで検出された騒音は、アダプティブフィルタ2と
Filtered-xFIRフィルタ3に入力される。アダプティブ
フィルタ2で信号処理された出力は椅子7に埋め込まれ
たスピーカ6より再生される。そしてマイクロホン1b
で騒音源からの騒音とスピーカ6からの制御音とが検出
されFIRフィルタ5に入力される。ここでFIRフィルタ5
にはスピーカ6からマイクロホン1bへの伝達関数C1
と耳元への伝達関数C2を補正する係数C2/C1が予
め求められている。よってマイクロホン1bからの出力
はFIRフィルタ5で補正されてLMS演算器4に入力され
る。一方、Filtered-xFIRフィルタ3に入力されたマイ
クロホン1aからの信号は、ここに予め同定されていた
伝達関数C2(=C1×C2/C1)と畳み込まれてLM
S演算器4に入力される。よってLMS演算器4はFiltered
-xFIRフィルタ3からの出力をリファレンス信号とし、
マイクロホン1bからの出力をエラー信号としてLMS演
算(最小二乗法)を行い、アダプティブフィルタ2の係
数を求めて更新する。その係数はエラー信号であるFIR
フィルタ5の出力信号を最小となるように更新されてい
くので、マイクロホン1bを制御点としながら実際には
耳元位置で騒音が減衰するようにアダプティブフィルタ
2の出力が変化していく。
【0020】以上のように本実施例によれば、FIRフィ
ルタ5を用いてスピーカ6から耳元までの伝達関数を補
正し、この出力をLMS演算器4のエラー信号とすること
により、マイクロホン1bを制御点としながら実際には
耳元位置で騒音を減衰することができ、聴感効果を損な
うことがない。
【0021】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第1の
発明は、フィルタ回路を用いてアダプティブフィルタの
制御点である誤差検出器からフィルタ回路が制御する点
までの伝達関数を近似することにより、アダプティブフ
ィルタを増やすことなく騒音減衰範囲を広げることので
きる優れた消音装置を実現できるものである。
【0022】また第2の発明は、フィルタ回路を用いて
スピーカから耳元までの伝達関数を補正して、これをア
ダプティブフィルタの係数更新情報とすることにより、
誤差検出器と耳元の位置が離れていてもアダプティブフ
ィルタは耳元の騒音を減衰して聴感効果を損なわない優
れた消音装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の一実施例のブロック図
【図2】第2の発明の一実施例のブロック図
【図3】従来の消音装置を示すブロック図
【符号の説明】 1a、1b マイクロホン 2 アダプティブフィルタ 3 Filtered-xFIRフィルタ 4 LMS演算器 5 FIRフィルタ 6、6a、6b スピーカ 7、7a、7b 椅子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 忠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木場 政生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】騒音源からの騒音を検出する騒音検出器
    と、この検出された騒音信号を適応制御するアダプティ
    ブフィルタと、前記アダプティブフィルタの出力を再生
    する第1のスピーカと、前記第1のスピーカの出力音と
    騒音を検出する誤差検出器と、前記アダプティブフィル
    タからの出力信号を信号処理するフィルタ回路と、前記
    フィルタ回路の出力を再生する第2のスピーカとを有
    し、前記誤差検出器からの出力を前記アダプティブフィ
    ルタの制御信号とすることを特徴とする消音装置。
  2. 【請求項2】騒音源からの騒音を検出する騒音検出器
    と、この検出された騒音信号を適応制御するアダプティ
    ブフィルタと、前記アダプティブフィルタの出力を再生
    するスピーカと、このスピーカの出力音と騒音を検出す
    る誤差検出器と、前記誤差検出器からの出力を信号処理
    するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力を前記ア
    ダプティブフィルタの制御信号とすることを特徴とする
    消音装置。
  3. 【請求項3】スピーカは、椅子に取り付けられているこ
    とを特徴とする請求項1または請求項2記載の消音装
    置。
JP5122523A 1993-05-25 1993-05-25 消音装置 Pending JPH06332477A (ja)

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