JPH08123445A - Noise cancellation system - Google Patents
Noise cancellation systemInfo
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- JPH08123445A JPH08123445A JP6264730A JP26473094A JPH08123445A JP H08123445 A JPH08123445 A JP H08123445A JP 6264730 A JP6264730 A JP 6264730A JP 26473094 A JP26473094 A JP 26473094A JP H08123445 A JPH08123445 A JP H08123445A
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- noise
- adaptive
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Landscapes
- 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)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は Filered-X LMS(Least M
ean Square)アルゴリズムに基づいた適応信号処理によ
り騒音をキャンセルする騒音キャンセルシステムに係
り、特に、キャンセル音伝搬系の伝搬特性(伝達特性)
及び騒音伝搬系の伝搬特性をオンラインで同定して騒音
をキャンセルする騒音キャンセルシステムに関する。The present invention relates to Filered-X LMS (Least M
noise cancellation system that cancels noise by adaptive signal processing based on the (ean square) algorithm, especially the propagation characteristics (transfer characteristics) of the canceled sound propagation system
And a noise canceling system for canceling noise by identifying propagation characteristics of a noise propagation system online.
【0002】[0002]
【従来の技術】騒音と逆位相の騒音キャンセル音をスピ
−カから放射して騒音をキャンセルするアクティブノイ
ズコントロール(ANC)が工場やオフィス等の室内空
間、自動車の車室内空間の騒音をキャンセルするために
実用化されている。図11はアクティブ制御により騒音
を低減する従来の騒音キャンセシステムの構成図であ
り、自動車のエンジン音を低減する場合である。11は
騒音源であるエンジン、12はエンジン回転数Rを検出
する回転数センサ、13はエンジン回転数Rに応じた周
波数を有する一定振幅の正弦波信号を参照信号xnとし
て発生する参照信号発生部である。騒音源がエンジンの
場合、エンジン回転により発生するノイズは周期性を有
し、その周波数はエンジン回転数に依存する。例えば、
4気筒エンジンの場合、車室内に発生する周期性ノイズ
はエンジン回転数の2次高調波が支配的であり、回転数
が600rpm(10rps)の時、車室内に発生する
ノイズの周波数は20Hz、回転数が6000rpm
(100rps)の時、車室内に発生するノイズの周波
数は200Hzである。参照信号発生部13は、2次高
調波の正弦波データをROMに記憶しておき、そのデー
タを必要に応じて読み出して出力することにより参照信
号xnを生成する。尚、このデータの読み出し/出力タ
イミングはエンジン回転数Rに応じてコントロールさ
れ、これによりエンジン回転数Rに応じて発生する周期
性ノイズの周波数を有する参照信号が出力されるように
なっている。2. Description of the Related Art An active noise control (ANC) that cancels noise by radiating a noise canceling sound having a phase opposite to that of a noise from a speaker cancels noise in an interior space of a factory, an office or the like, or an interior space of an automobile. It has been put to practical use for that. FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional noise canceling system that reduces noise by active control, and is a case where engine noise of a vehicle is reduced. Reference numeral 11 is an engine which is a noise source, 12 is a rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed R, and 13 is a reference signal generation for generating a sine wave signal of a constant amplitude having a frequency according to the engine rotation speed R as a reference signal x n. It is a department. When the noise source is an engine, noise generated by engine rotation has a periodicity, and its frequency depends on the engine speed. For example,
In the case of a 4-cylinder engine, the periodic noise generated in the passenger compartment is dominated by the second harmonic of the engine speed, and when the rotation speed is 600 rpm (10 rps), the frequency of the noise generated in the passenger compartment is 20 Hz, Rotation speed is 6000 rpm
At (100 rps), the frequency of noise generated in the passenger compartment is 200 Hz. The reference signal generating unit 13 stores the sine wave data of the second harmonic in the ROM, reads the data as needed, and outputs the data to generate the reference signal x n . The timing of reading / outputting this data is controlled according to the engine speed R, whereby a reference signal having the frequency of periodic noise generated according to the engine speed R is output.
【0003】14は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部13から発生する参照信号xnを入
力されると共に、車室内の騒音キャンセル点(観測点で
あり例えば運転者の耳元近傍)における騒音Snとキャ
ンセル音Scnの合成音信号をエラ−信号enとして入力
され、該エラ−信号が最小となるようにFilered-X LMS
アルゴリズムに基づいた適応信号処理を行って騒音キャ
ンセル信号ynを出力する。騒音キャンセルコントロー
ラ14は、適応信号処理部14aと、デジタルフィルタ
構成の適応フィルタ14bと、参照信号xnにスピーカ
から騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系の伝搬
特性(伝達関数)を畳み込んで適応処理用参照信号(フ
ィルタードリファレンス信号)unを作成するフィルタ
(フィルタードリファレンス信号作成用フィルタ)14
cを有している。15は適応フィルタ出力(騒音キャン
セル信号yn)をアナログの騒音キャンセル信号に変換
するDAコンバータ、16は騒音キャンセル信号を増幅
するパワ−アンプ、17は騒音キャンセル音Scnを放射
するキャンセルスピ−カ、18は騒音キャンセル点に配
置され、騒音Snとキャンセル音Scnの合成音を検出
し、合成音信号をエラ−信号enとして出力するエラ−
マイク、19はエラー信号enを増幅するアンプ、20
はエイリアスを除去するローパスフィルタ、20′はロ
ーパスフィルタ出力をデジタルに変換するADコンバー
タである。Reference numeral 14 is a noise canceling controller, which receives the reference signal x n generated from the reference signal generating section 13 and also generates a noise S at a noise canceling point (observation point, for example, near the driver's ear) in the passenger compartment. The synthesized sound signal of n and the cancel sound Sc n is input as an error signal e n , and the Filered-X LMS is used so that the error signal becomes minimum.
The adaptive signal processing based on the algorithm is performed and the noise cancellation signal y n is output. The noise cancellation controller 14 is adapted by convolving the adaptive signal processing unit 14a, the adaptive filter 14b having a digital filter configuration, and the reference signal xn with the propagation characteristics (transfer function) of the cancellation sound propagation system from the speaker to the noise cancellation point. Filter for creating processing reference signal (filtered reference signal) u n (filter for creating filtered reference signal) 14
have c. Reference numeral 15 is a DA converter for converting the output of the adaptive filter (noise canceling signal y n ) into an analog noise canceling signal, 16 is a power amplifier for amplifying the noise canceling signal, and 17 is a canceling speaker for radiating the noise canceling sound Sc n. , 18 are arranged at the noise canceling points, detect a synthesized sound of the noise S n and the cancel sound Sc n , and output the synthesized sound signal as an error signal e n.
Mike, 19 amplifier for amplifying an error signal e n, 20
Is a low-pass filter for removing aliases, and 20 'is an AD converter for converting the output of the low-pass filter to digital.
【0004】適応信号処理部14aは騒音キャンセル点
におけるエラー信号enとフィルタ14cを介して入力
される適応処理用参照信号unを入力され、これらの信
号を用いて騒音キャンセル点における騒音をキャンセル
するように適応信号処理を行って適応フィルタ14bの
係数を決定する。例えば適応信号処理部14aは周知の
Filered-X LMSアルゴリズムに従って、エラ−マイク1
8から入力されたエラ−信号enのパワーが最小となる
ように適応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィ
ルタ14bは適応信号処理部14aにより決定された係
数に従って参照信号xnにデジタルフィルタ処理を施し
て騒音キャンセル信号ynを出力し、騒音をキャンセル
する。尚、参照信号xnは、消去したい騒音Snと相関の
高い信号でなくてはならず、参照信号と相関のない音は
消去されない。The adaptive signal processing section 14a receives the error signal e n at the noise canceling point and the adaptive processing reference signal u n inputted via the filter 14c, and cancels the noise at the noise canceling point using these signals. The adaptive signal processing is performed so as to determine the coefficient of the adaptive filter 14b. For example, the adaptive signal processing unit 14a is well known.
Error microphone 1 according to the Filered-X LMS algorithm
Error input from 8 - power of the signal e n is determined coefficients of the adaptive filter 14b so as to minimize. The adaptive filter 14b outputs the noise cancellation signal y n by performing a digital filtering on the reference signal x n in accordance with coefficients determined by the adaptive signal processing unit 14a, to cancel the noise. It should be noted that the reference signal x n must be a signal having a high correlation with the noise S n to be deleted, and a sound that is not correlated with the reference signal is not deleted.
【0005】適応フィルタ14bは図12に示すよう
に、FIR型デジタルフィルタで構成され、例えば、入
力信号を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素D
L,DL・・・と、各遅延要素出力に係数w0n,w1n,
w2n・・・w(N-1)nを乗算する乗算部ML,ML,・・
・と、各乗算部出力を順次加算する加算部AD,AD・
・・で実現される。尚、係数の数はタップ数という。現
時刻n・Tsにおける参照信号をxn、その時の各乗算部
の係数をw0n,w1n,w2n・・・w(N-1)n、出力(騒音
キャンセル信号)をynとすれば、適応フィルタ14bは
次式 yn=Σwin・xn-i (i=0〜N-1) ・・(1) の演算を実行し、騒音キャンセル信号ynを出力する。As shown in FIG. 12, the adaptive filter 14b is composed of an FIR type digital filter, for example, a delay element D for sequentially delaying the input signal by one sampling time.
L, DL ..., Coefficients w 0n , w 1n ,
w 2n ... W (N-1) n multiplication units ML, ML, ...
. And addition units AD, AD that sequentially add the outputs of the respective multiplication units
・ ・ Realized by The number of coefficients is called the number of taps. Let x n be the reference signal at the current time n · Ts, w 0n , w 1n , w 2n ... W (N-1) n be the coefficients of each multiplication unit at that time, and y n be the output (noise cancellation signal). if the adaptive filter 14b performs computation of the following equation y n = Σw in · x ni (i = 0~N-1) ·· (1), and outputs the noise cancellation signal y n.
【0006】フィルタ14cは図13に示すように、F
IR型デジタルフィルタで構成され、例えば、入力信号
を順次1サンプリング時間遅延する遅延要素DL,DL
・・・と、各遅延要素出力に係数c0,c1,c2,・・・c
J-1を乗算する乗算部ML,ML,・・・と、各乗算部
出力を順次加算する加算部AD,AD・・・で実現され
る。係数c0,c1,c2・・・cJ-1は二次音伝搬系(キャン
セル音伝搬系:スピーカから観測点までの系)の伝搬特
性(伝達特性)を模擬するように決定されている。時刻
n・Tsにおける参照信号をxn、出力(適応処理用参照
信号)をunとすれば、フィルタ14cは次式 un=Σci・xn-i (i=0〜J-1) ・・(2) の演算を実行して適応処理用参照信号unを出力する。The filter 14c, as shown in FIG.
For example, delay elements DL and DL configured by an IR type digital filter and sequentially delaying an input signal by one sampling time
... and coefficients c 0 , c 1 , c 2 , ... c for each delay element output
It is realized by multiplying units ML, ML, ... For multiplying J−1, and adder units AD, AD ,. Coefficients c 0 , c 1 , c 2 ... c J-1 are determined so as to simulate the propagation characteristics (transfer characteristics) of the secondary sound propagation system (cancellation sound propagation system: system from the speaker to the observation point). ing. Assuming that the reference signal at time n · Ts is x n and the output (reference signal for adaptive processing) is u n , the filter 14c has the following equation u n = Σci · x ni (i = 0 to J-1) The calculation of 2) is executed to output the adaptive processing reference signal u n .
【0007】適応信号処理部14aは、1サンプリング
時刻Ts後の次の時刻(n+1)・Tsにおける適応フィルタ
14bの係数w0n+1,w1n+1,w2n+1・・・w(N-1)n+1
を、現時刻n・Tにおける係数w0n,w1n,w2n・・・
w(N-1)nとエラー信号enと適応処理用参照信号unを用
いて次式(係数更新式) wjn+1=wjn−∇n =wjn−2μ・un・en (3) により決定する(但し、j=0,1,・・・N-1)。(3)式
において、サフィックスnは現サンプリング時刻の値、
サフィックス(n+1)は1サンプリング時刻後の値、サフ
ィックス(n-1)は1サンプリング時刻前の値、サフィッ
クス(n-2)は2サンプリング時刻前の値、・・・を意味して
いる。又、μは適応フィルタの係数を更新するステップ
を決める定数(ステップサイズパラメータ)であり、シ
ステム動作環境等に応じて適当な値に設定される。The adaptive signal processing section 14a uses one sampling
Adaptive filter at the next time (n + 1) · Ts after time Ts
14b coefficient w0n + 1, W1n + 1, W2n + 1... w(N-1) n + 1
Is the coefficient w at the current time n · T0n, W1n, W2n...
w(N-1) nAnd error signal enAnd the reference signal u for adaptive processingnFor
Next formula (coefficient update formula) wjn + 1= Wjn−∇n = Wjn-2μ ・ un・ EnDetermined by (3) (however, j = 0, 1, ... N-1). Equation (3)
Where suffix n is the value at the current sampling time,
Suffix (n + 1) is the value one sampling time later,
Six (n-1) is the value one sampling time before, the suffix
Cous (n-2) means the value two sampling times before, ...
There is. Also, μ is the step of updating the coefficient of the adaptive filter.
Is a constant (step size parameter) that determines
It is set to an appropriate value according to the system operating environment.
【0008】エンジン11が回転すると、その回転数R
は回転数センサ12により検出され、参照信号発生部1
3はエンジン回転数Rに応じた周波数の参照信号xnを
発生し、フィルタ14cと適応フィルタ14bに入力す
る。この時、エンジン11から発生した周期性を有する
エンジン音は、所定の伝達関数を有する騒音伝搬系(一
次音伝搬系)を有する空中を伝播して騒音キャンセル点
に至る。フィルタ14cは参照信号xnにキャンセル音
伝搬系の伝達特性C′を畳込んで適応処理用参照信号u
nを生成して適応信号処理部14cに入力する。以上と
並行して、騒音キャンセル点における騒音とキャンセル
音の合成音(エラー信号)enがエラーマイク18によ
り検出され、アンプ、ローパスフィルタ、ADコンバー
タを介して適応信号処理部14aに入力される。When the engine 11 rotates, its rotation speed R
Is detected by the rotation speed sensor 12, and the reference signal generator 1
3 generates a reference signal xn having a frequency corresponding to the engine speed R and inputs it to the filter 14c and the adaptive filter 14b. At this time, a periodic engine sound generated from the engine 11 propagates through the air having a noise propagation system (primary sound propagation system) having a predetermined transfer function and reaches a noise cancellation point. The filter 14 c convolves the transfer characteristic C ′ of the cancel sound propagation system with the reference signal x n to obtain the adaptive processing reference signal u.
n is generated and input to the adaptive signal processing unit 14c. In parallel with the above, the synthetic sound of the noise and canceling sound (error signal) e n is detected by the error microphone 18 in the noise cancellation point, the amplifier is input low-pass filter, the adaptive signal processing unit 14a via the AD converter .
【0009】適応信号処理部14aはエラー信号enと
適応処理用参照信号unを用いて(3)式に従ってFiltered
-X LMSアルゴリズムに基づいた適応信号処理を行い、適
応フィルタ14bの係数を決定する。適応フィルタ14
bは適応信号処理部14aにより決定された係数に従っ
て参照信号xnにデジタルフィルタ処理を施して騒音キ
ャンセル信号ynを発生し、DAコンバータ、パワーア
ンプを介してスピーカ17に入力する。これにより、ス
ピーカ17から騒音キャンセル音が出力され、キャンセ
ル音伝搬系を介して騒音キャンセル点に到り、騒音をキ
ャンセルするように作用する。以後、上記動作が繰り返
されて騒音はキャンセルされる。図14は騒音源から観
測点までの一次音仮想伝搬系(騒音伝搬系)hとスピー
カから騒音キャンセル点までの二次音伝搬系(キャンセ
ル音伝搬系)cとを用いて騒音キャンセルシステムを表
現したブロック図であり、図11と同一部分には同一符
号を付している。図中、21はインパルス応答特性hを
備えた騒音伝搬系、22はインパルス応答特性cを備え
たキャンセル音伝搬系であり、キャンセル音伝搬系22
はスピーカ特性も含んでいる。The adaptive signal processor 14a uses the error signal e n and the adaptive processing reference signal u n to filter the signal according to the equation (3).
-X Performs adaptive signal processing based on the LMS algorithm to determine the coefficient of the adaptive filter 14b. Adaptive filter 14
The signal b is subjected to digital filter processing on the reference signal x n according to the coefficient determined by the adaptive signal processing unit 14 a to generate a noise cancel signal y n, which is input to the speaker 17 via the DA converter and the power amplifier. As a result, the noise canceling sound is output from the speaker 17, reaches the noise canceling point via the canceling sound propagation system, and acts to cancel the noise. Thereafter, the above operation is repeated to cancel the noise. FIG. 14 shows a noise cancellation system using a primary sound virtual propagation system (noise propagation system) h from a noise source to an observation point and a secondary sound propagation system (canceled sound propagation system) c from a speaker to a noise cancellation point. 12 is a block diagram of the same, and the same parts as those in FIG. In the figure, 21 is a noise propagation system having an impulse response characteristic h, 22 is a canceling sound propagating system having an impulse response characteristic c, and the canceling sound propagation system 22
Also includes speaker characteristics.
【0010】Filtered-X LMSアルゴリズムは、適応のた
めの演算量が少ない等の優れた利点を有しているため、
現在多くのアクティブノイズコントロール(ANC)シ
ステムに採用されている。しかし、キャンセル音伝搬系
の特性cが変動し、フィルタ14cの特性c′からずれ
てしまうと、(3)式の∇nが理想的な場合(c=c′)と
は異なってしまう。このため、真の勾配方向と異なる方
向に適応が進み、適応フィルタ14bの安定条件や収束
速度、及び収束値がそれぞれに応じて変化してしまう。
又、その結果、ANCシステムの消音性能も、一般に劣
化するといった問題が生じる。尚、キャンセル音伝搬系
の特性cとフィルタ14cの特性c′とのずれをモデリ
ングエラーという。モデリングエラーに伴う誤動作を解
消するための最も直接的な方法は、キャンセル音伝搬系
の伝達特性cの同定をオンラインで行なうことである。
かかるオンライン同定法は従来より提案されている。Since the Filtered-X LMS algorithm has excellent advantages such as a small amount of calculation for adaptation,
It is currently used in many active noise control (ANC) systems. However, the variation characteristics c cancellation sound propagation system, 'when deviated from, if (3) ∇ n is ideal (c = c' characteristic c of the filter 14c becomes different from). Therefore, the adaptation progresses in a direction different from the true gradient direction, and the stability condition, the convergence speed, and the convergence value of the adaptive filter 14b change accordingly.
Further, as a result, there is a problem that the muffling performance of the ANC system is generally deteriorated. The deviation between the characteristic c of the cancel sound propagation system and the characteristic c'of the filter 14c is called a modeling error. The most direct method for eliminating the malfunction caused by the modeling error is to identify the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system online.
Such an online identification method has been conventionally proposed.
【0011】第1の同定法は、エリクソン((Eriksson)
等により提案されたもので、適応フィルタの出力ynと
は無相関なランダムノイズyNを二次音源から放射し、
適応フィルタc″を用いて未知系cを同定するものであ
る。図15はかかるオンライン同定法の構成図であり、
14bはFiltered-X LMSアルゴリズムにより騒音をキャ
ンセルするように係数が決定される適応フィルタ、18
は騒音キャンセル点におけるマイクロフォン、21は伝
達特性hの騒音伝搬系、22は伝達特性cのキャンセル
音伝搬系、23は適応フィルタ14bの出力信号(騒音
キャンセル信号)ynと図示しない二次音源から出力さ
れるランダムノイズyNを加算する演算部、24は適応
信号処理によりキャンセル音伝搬系22の伝達特性を同
定する同定部であり、24aは適応信号処理により決定
される係数が設定される適応フィルタである。25は適
応フィルタ24aとマイクロフォン18から出力される
エラー信号enの差εnを演算する演算部である。消音用
適応フィルタ14bは参照信号xnに相関のある騒音を
キャンセルするように動作するから、ランダムノイズy
N以外の騒音が騒音キャンセル点で最小になるように動
作する。また、キャンセル音伝搬系22を同定する同定
部24は、ランダムノイズyNに対するキャンセル音伝
搬系22の出力とランダムノイズyNに対する適応フィ
ルタ24aの出力信号の差信号のパワーE[εn 2]が最
小となるように動作する。ここで、xNとyNとは無相関
であるから、E[εn 2]が最小となった時c″=cとな
り、適応フィルタ24aの係数は、キャンセル音伝搬系
のインパルス応答と一致する。The first identification method is the Ericsson ((Eriksson)
Radiated from the secondary sound source a random noise y N that is uncorrelated with the output y n of the adaptive filter.
The unknown system c is identified using the adaptive filter c ″. FIG. 15 is a block diagram of such an online identification method.
14b is an adaptive filter whose coefficient is determined by the Filtered-X LMS algorithm so as to cancel noise, 18
Is a microphone at a noise canceling point, 21 is a noise propagation system having a transfer characteristic h, 22 is a cancel sound propagation system having a transfer characteristic c, and 23 is an output signal (noise canceling signal) y n of the adaptive filter 14b and a secondary sound source (not shown). An arithmetic unit for adding the output random noise y N , 24 is an identifying unit for identifying the transfer characteristic of the cancel sound propagation system 22 by adaptive signal processing, and 24 a is an adaptive unit to which a coefficient determined by adaptive signal processing is set. It is a filter. Reference numeral 25 is a calculator for calculating the difference ε n between the error signal e n output from the adaptive filter 24a and the microphone 18. Since the muffling adaptive filter 14b operates so as to cancel the noise correlated with the reference signal x n , the random noise y
It operates so that noises other than N are minimized at the noise cancellation point. Further, the identification unit 24 for identifying the cancel sound propagation system 22, random noise y N power E of the difference signal of the output signal of the adaptive filter 24a for outputting the random noise y N of the cancel sound propagation system 22 for [ε n 2] Operates to be the minimum. Here, since x N and y N are uncorrelated, c ″ = c when E [ε n 2 ] becomes minimum, and the coefficient of the adaptive filter 24a matches the impulse response of the cancel sound propagation system. To do.
【0012】第2の同定法は、タピア(Tapia)等により
提案されたもので、特別な同定用ノイズを用いずに未知
系(h,c)を同定するものである。図16はかかる第
2のオンライン同定法の構成図である。14bはFilter
ed-X LMSアルゴリズムにより騒音をキャンセルするよう
に係数が決定される適応フィルタ、18は騒音キャンセ
ル点におけるマイクロフォン、21は伝達特性hの騒音
伝搬系、22は伝達特性cのキャンセル音伝搬系であ
る。26は適応信号処理により騒音伝搬系21の伝達特
性hを同定する第1の同定部であり、26aは適応信号
処理により係数が設定される適応フィルタである。27
は適応信号処理によりキャンセル音伝搬系22の伝達特
性cを同定する第2の同定部であり、27aは適応信号
処理により係数が設定される適応フィルタである。28
は適応フィルタ26a,27aの出力信号を加算する加
算部、29は加算部28の出力信号en′とマイクロフ
ォン18から出力されるエラー信号enの差信号εnを演
算する演算部である。消音用適応フィルタ14bはエラ
ー信号enのパワーE|en 2|が最小になるように動作
し、第1、第2の同定部26,27は差信号εnのパワ
ーE[εn 2]が最小となるように動作することで、騒音
伝搬系及びキャンセル音伝搬系の同定を行なう。The second identification method is proposed by Tapia et al. And identifies the unknown system (h, c) without using special identification noise. FIG. 16 is a block diagram of the second online identification method. 14b is a Filter
An adaptive filter whose coefficient is determined to cancel noise by the ed-X LMS algorithm, 18 is a microphone at a noise canceling point, 21 is a noise propagation system with transfer characteristic h, and 22 is a cancel sound propagation system with transfer characteristic c. . Reference numeral 26 is a first identification unit that identifies the transfer characteristic h of the noise propagation system 21 by adaptive signal processing, and 26a is an adaptive filter whose coefficient is set by adaptive signal processing. 27
Is a second identification unit that identifies the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system 22 by adaptive signal processing, and 27a is an adaptive filter whose coefficient is set by adaptive signal processing. 28
Is an adder that adds the output signals of the adaptive filters 26a and 27a, and 29 is a calculator that calculates the difference signal ε n between the output signal e n ′ of the adder 28 and the error signal e n output from the microphone 18. The muffling adaptive filter 14b operates so that the power E | e n 2 | of the error signal e n is minimized, and the first and second identifying units 26 and 27 have the power E [ε n 2 of the difference signal ε n. ], The noise propagation system and the cancel sound propagation system are identified.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】第1のオンライン同定
法は、キャンセルしたい真の騒音とは別のランダムノイ
ズを使用するものである。このランダムノイズ(同定用
ノイズ)が騒音キャンセル点でノイズとならないように
するためには、そのレベルを小さくする必要がある。し
かし、同定用ノイズyNのレベルが小さいと同定誤差が
大きくなり、ある程度のレベルを確保しなければならな
い。しかし、レベルを大きくすると騒音キャンセル点で
該同定用ノイズが大きくなる問題がある。第2のオンラ
イン同定法では、特別の同定用ノイズを用いる必要がな
く、第1のオンライン同定法の問題はない。しかし、こ
の方法では、未知系(h,c)を正しく同定できない場
合がある。The first on-line identification method is to use random noise other than the true noise to be canceled. In order to prevent this random noise (identification noise) from becoming noise at the noise cancellation point, it is necessary to reduce its level. However, if the level of the identification noise y N is small, the identification error becomes large, and it is necessary to secure a certain level. However, when the level is increased, there is a problem that the identification noise increases at the noise cancellation point. The second online identification method does not require the use of special identification noise, and there is no problem with the first online identification method. However, this method may not correctly identify the unknown system (h, c).
【0014】図17は第2のオンライン同定法を用いた
騒音キャンセルシステムの構成図である。14は騒音キ
ャンセルコントローラ、14aはFiltered-X LMSアルゴ
リズムにより適応信号処理を行なう適応処理部、14b
は適応フィルタ、14cは信号処理フィルタである。1
8は騒音キャンセル点におけるエラー信号enを出力す
るマイクロフォン、21は騒音伝搬系、22はキャンセ
ル音伝搬系、26は騒音伝搬系21の伝達特性hを適応
信号処理により同定する第1の同定部であり、26aは
適応信号処理部、26bは適応フィルタである。27は
キャンセル音伝搬系22の伝達特性cを適応信号処理に
より同定する第2の同定部であり、27aは適応信号処
理部、27bは適応フィルタである。28は適応フィル
タ26b,27bの出力信号を加算する演算部、29は
演算部28の出力信号en′とマイクロフォン18から
出力されるエラー信号enの差εnを演算する演算部であ
る。FIG. 17 is a block diagram of a noise canceling system using the second online identification method. Reference numeral 14 is a noise canceling controller, 14a is an adaptive processing unit that performs adaptive signal processing by the Filtered-X LMS algorithm, and 14b.
Is an adaptive filter, and 14c is a signal processing filter. 1
8 is a microphone that outputs an error signal e n at a noise canceling point, 21 is a noise propagation system, 22 is a canceling sound propagation system, and 26 is a first identifying unit that identifies the transfer characteristic h of the noise propagation system 21 by adaptive signal processing. 26a is an adaptive signal processing unit and 26b is an adaptive filter. Reference numeral 27 is a second identification unit that identifies the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system 22 by adaptive signal processing, 27a is an adaptive signal processing unit, and 27b is an adaptive filter. Reference numeral 28 is a calculation unit that adds the output signals of the adaptive filters 26b and 27b, and 29 is a calculation unit that calculates the difference ε n between the output signal e n ′ of the calculation unit 28 and the error signal e n output from the microphone 18.
【0015】第1、第2の同定部26,27は適応フィ
ルタ26b,27bの係数を次式の係数更新式The first and second identification units 26 and 27 calculate the coefficients of the adaptive filters 26b and 27b by the following coefficient updating formula.
【数1】 により決定する。一方、誤差εnは次式[Equation 1] Determined by On the other hand, the error ε n is
【数2】 で与えられる。従って、上記係数更新式は[Equation 2] Given in. Therefore, the above coefficient update formula is
【数3】 となる。(Equation 3) Becomes
【0016】両辺の期待値をとると上式は、Taking the expected values on both sides, the above equation becomes
【数4】 となる。これに、独立理論を適用すると、[Equation 4] Becomes Applying the theory of independence to this,
【数5】 となる。従って、適応フィルタ26b,27bの収束値
は(Equation 5) Becomes Therefore, the convergence values of the adaptive filters 26b and 27b are
【数6】 すなわち、(Equation 6) That is,
【数7】 を満たす値となる。(Equation 7) It is a value that satisfies.
【0017】従って、相関行列Therefore, the correlation matrix
【数8】 が正則ならば、、(Equation 8) Is regular, then
【数9】 となり、未知伝達系を正しく同定できる。しかし、相関
行列[Equation 9] And the unknown transmission system can be correctly identified. But the correlation matrix
【数10】 は特異となることが多々あり、その場合には、未知系を
正確に同定できない。[Equation 10] Are often singular, in which case unknown systems cannot be accurately identified.
【0018】例えば、hが1タップ、cが1タップ、w
が1タップの場合を考えると、図17の騒音キャンセル
システムは図18に示すようになり、同定部の係数更新
式は次式For example, h is 1 tap, c is 1 tap, w
Considering the case where is 1 tap, the noise cancellation system of FIG. 17 is as shown in FIG. 18, and the coefficient updating formula of the identifying unit is as follows.
【数11】 で与えられ、又、誤差εnは次式[Equation 11] The error ε n is given by
【数12】 で与えられる。(Equation 12) Given in.
【0019】ここで、相関行列Where the correlation matrix
【数13】 の正則性を考察すると、yn=wnxnであるから、(Equation 13) Considering the regularity of y n = w n x n ,
【数14】 となる。従って、相関行列は[Equation 14] Becomes Therefore, the correlation matrix is
【数15】 となる。議論を簡単にするために、以下では、wn=w
=一定とする(騒音キャンセル用の適応フィルタ14b
が収束した際には、これに近い状態になる)。(Equation 15) Becomes For ease of discussion, in the following, w n = w
= Constant (adaptive filter 14b for noise cancellation)
When it converges, it will be close to this).
【0020】従って、相関行列はTherefore, the correlation matrix is
【数16】 となりこの行列は以下のように書くことができる。[Equation 16] This matrix can be written as
【数17】 右辺第1番目の行列は下三角行列であるから、その行
列式は対角項の積で与えられる。それ故、その行列式は
0となり、その行列は特異行列である。[Equation 17] Since the first matrix on the right side is a lower triangular matrix, its determinant is given by the product of diagonal terms. Therefore, its determinant is 0 and its matrix is singular.
【0021】右辺第2番目の行列は自己相関行列であ
り、殆ど常に正定値であるから、ほとんど常に正則であ
る。 右辺第3番目の行列は上三角行列であるから、その行
列式は対角項の積で与えられる。それ故、その行列式は
0となり、この行列は特異行列である。 ,の結果より、相関行列が特異となることが理解さ
れる。従って、h,cを正しく同定できるとは限らな
い。以上では、h,c,wが1タップの場合について説
明したが、一般に適応フィルタ14bのタップ数が騒音
伝搬系21のタップ数以下の場合にも同様である。例え
ば、hが4タップ、cが3タップ、wが2タップの場
合、相関行列はThe second matrix on the right side is an autocorrelation matrix, which is almost always a positive definite value, and therefore is almost always regular. Since the third matrix on the right side is an upper triangular matrix, its determinant is given by the product of diagonal terms. Therefore, its determinant is 0, and this matrix is singular. From the result of, it can be understood that the correlation matrix is singular. Therefore, it is not always possible to correctly identify h and c. Although the case where h, c, and w are 1 taps has been described above, the same applies when the number of taps of the adaptive filter 14b is generally equal to or less than the number of taps of the noise propagation system 21. For example, when h is 4 taps, c is 3 taps, and w is 2 taps, the correlation matrix is
【数18】 となり、上記〜が同様にいえる。(Equation 18) The above can be said similarly.
【0022】以上から、本発明の第1の目的は、ランダ
ムノイズを使用せず、しかも、未知系(騒音伝搬系、キ
ャンセル音伝搬系)の伝達特性h,cを確実に同定する
ことができる騒音キャンセルシステムを提供することで
ある。本発明の第2の目的は、同定された伝達特性を用
いてFiltered-X LMSアルゴリズムに基づいた適応信号処
理を行なって騒音キャンセルができる騒音キャンセルシ
ステムを提供することである。本発明の第3の目的は、
伝達特性h,cが変化してもオンラインでこれらを同定
して騒音キャンセルできる騒音キャンセルシステムを提
供することである。From the above, the first object of the present invention is to reliably identify the transfer characteristics h and c of an unknown system (noise propagation system, cancellation sound propagation system) without using random noise. It is to provide a noise cancellation system. A second object of the present invention is to provide a noise canceling system capable of canceling noise by performing adaptive signal processing based on the Filtered-X LMS algorithm using the identified transfer characteristic. The third object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a noise canceling system that can identify and cancel noises online even if the transfer characteristics h and c change.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】上記課題は第1の本発明
によれば、参照信号を所定時間Δだけ遅延する第1の
遅延部、騒音キャンセル信号を所定時間Δだけ遅延す
る第2の遅延部、エラー信号を所定時間Δだけ遅延す
る第3の遅延部、第1遅延部の出力信号と第1遅延部
で遅延しない信号を第1、第2の参照信号として入力さ
れると共に制御すべき第1、第2の差信号が入力され、
これら第1、第2の差信号のパワーが最小となるように
適応信号処理を行なって騒音伝搬系の伝搬特性を同定す
る信号処理部と、該同定した伝搬特性が設定され、それ
ぞれ第1、第2の参照信号が入力される騒音伝搬系の第
1、第2の適応フィルタとを有する第1の同定手段、
第2遅延部の出力信号と第2遅延部で遅延しない信号を
第1、第2の騒音キャンセル信号として入力されると共
に、前記第1、第2の差信号が入力され、これら第1、
第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号処理
を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する信
号処理部と、該同定した伝搬特性が設定され、それぞれ
第1、第2の騒音キャンセル信号が入力されるキャンセ
ル音伝搬系の第1、第2の適応フィルタを有する第2の
同定手段、前記騒音伝搬系の第1の適応フィルタ出力
とキャンセル音伝搬系の第1の適応フィルタ出力を合成
した合成信号と前記エラー信号との差を第1の差信号と
して出力し、又、前記騒音伝搬系の第2の適応フィルタ
出力とキャンセル音伝搬系の第2の適応フィルタ出力を
合成した合成信号と前記第3遅延部の出力信号との差を
第2の差信号として出力する演算部、騒音キャンセル
用の適応フィルタの係数が収束した場合、前記遅延時間
Δの周期で該係数の値を変動させる係数制御部を備えた
騒音キャンセルシステムにより達成される。According to the first aspect of the present invention, there is provided a first delay section for delaying a reference signal by a predetermined time Δ, and a second delay section for delaying a noise canceling signal by a predetermined time Δ. Section, a third delay section that delays the error signal by a predetermined time Δ, an output signal of the first delay section and a signal that is not delayed by the first delay section should be input and controlled as the first and second reference signals. The first and second difference signals are input,
A signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of these first and second difference signals to identify the propagation characteristic of the noise propagation system, and the identified propagation characteristic are set, First identifying means having first and second adaptive filters of a noise propagation system to which a second reference signal is input,
The output signal of the second delay unit and the signal not delayed by the second delay unit are input as the first and second noise cancellation signals, and the first and second difference signals are input.
A signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of the second difference signal to identify the propagation characteristic of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristic are set, and the first and second signals are set, respectively. Second identification means having first and second adaptive filters of the cancel sound propagation system to which the noise cancel signal is input, first adaptive filter output of the noise propagation system and first adaptive filter of the cancel sound propagation system The difference between the combined signal obtained by combining the outputs and the error signal is output as a first difference signal, and the second adaptive filter output of the noise propagation system and the second adaptive filter output of the cancel sound propagation system are combined. When the coefficient of the calculation unit that outputs the difference between the combined signal and the output signal of the third delay unit as the second difference signal and the adaptive filter for noise cancellation converges, the coefficient of the coefficient is changed at the cycle of the delay time Δ. value It is achieved by the noise cancellation system having a coefficient control unit to vary.
【0024】又、上記課題は第2の本発明によれば、
参照信号を所定時間Δだけ遅延する第1の遅延部、騒
音キャンセル信号を所定時間Δだけ遅延する第2の遅延
部、制御すべき第1の差信号を所定時間Δだけ遅延し
て第2の差信号を出力する第3の遅延部、第1遅延部
の出力信号と第1遅延部で遅延しない信号を第1、第2
の参照信号として入力されると共に制御すべき第1、第
2の差信号が入力され、これら第1、第2の差信号のパ
ワーが最小となるように適応信号処理を行なって騒音伝
搬系の伝搬特性を同定する信号処理部と、該同定した伝
搬特性が設定されると共に参照信号が入力される騒音伝
搬系の適応フィルタとを有する第1の同定手段、第2
遅延部の出力信号と第2遅延部で遅延しない信号を第
1、第2の騒音キャンセル信号として入力されると共
に、前記第1、第2の差信号が入力され、これら第1、
第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号処理
を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する信
号処理部と、該同定した伝搬特性が設定されると共に、
騒音キャンセル信号が入力されるキャンセル音伝搬系の
適応フィルタを有する第2の同定手段、前記騒音伝搬
系の適応フィルタ出力とキャンセル音伝搬系の適応フィ
ルタ出力を合成した合成信号と前記エラー信号との差を
前記第1の差信号として出力する演算部、騒音キャン
セル用の適応フィルタの係数が収束した場合、前記遅延
時間Δの周期で該係数値を変動させる係数制御部を備え
た騒音キャンセルシステムにより達成される。According to the second aspect of the present invention, the above problem is
A first delay unit that delays the reference signal by a predetermined time Δ, a second delay unit that delays the noise cancellation signal by a predetermined time Δ, and a second delay unit that delays the first difference signal to be controlled by the predetermined time Δ. The output signals of the third delay unit and the first delay unit that output the difference signal and the signals that are not delayed by the first delay unit are first and second
Of the noise propagation system by performing the adaptive signal processing so that the powers of the first and second difference signals to be controlled are input as well as being input as the reference signal of the noise propagation system. A first identification unit having a signal processing unit for identifying the propagation characteristic and an adaptive filter for a noise propagation system to which the identified propagation characteristic is set and a reference signal is input;
The output signal of the delay unit and the signal that is not delayed by the second delay unit are input as the first and second noise cancellation signals, and the first and second difference signals are input.
A signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of the second difference signal to identify the propagation characteristic of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristic are set.
Second identification means having an adaptive filter of a cancellation sound propagation system to which a noise cancellation signal is input, a composite signal obtained by combining the adaptive filter output of the noise propagation system and the adaptive filter output of the cancellation sound propagation system, and the error signal A noise canceling system including a calculation unit that outputs a difference as the first difference signal and a coefficient control unit that changes the coefficient value in the cycle of the delay time Δ when the coefficient of the noise canceling adaptive filter converges. To be achieved.
【0025】[0025]
【作用】第1の発明においては、騒音キャンセル動作と
並行して、第1の同定手段は第1、第2の参照信号及び
第1、第2の差信号を入力され、該第1、第2の差信号
のパワーが最小となるように適応信号処理を行なって騒
音伝搬系の伝搬特性を同定し、該同定した伝搬特性を第
1、第2の適応フィルタに設定する。又、第2の同定手
段は第1、第2の差信号のパワーが最小となるように適
応信号処理を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を
同定し、該同定した伝搬特性を第1、第2の適応フィル
タに設定する。演算部は騒音伝搬系の第1の適応フィル
タ出力とキャンセル音伝搬系の第1の適応フィルタ出力
を合成した合成信号と前記エラー信号との差を第1の差
信号として出力し、又、前記騒音伝搬系の第2の適応フ
ィルタ出力とキャンセル音伝搬系の第2の適応フィルタ
出力を合成した合成信号と第3遅延部の出力信号との差
を第2の差信号として出力する。第1、第2の同定部は
演算部で演算された第1、第2の差信号を入力されて上
述の適応信号処理を行ない、最終的に騒音伝搬系、キャ
ンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する。又、騒音キャン
セル制御により、騒音キャンセル用の適応フィルタの係
数が収束した場合、係数制御部は遅延時間Δの周期で該
係数の値を変動させる。以上のようにすると、常に騒音
伝搬系の伝搬特性h及びキャンセル音伝搬系の伝搬特性
cを一意に求めることができ、又、係数が収束した場合
にも伝搬特性h,cを一意に求めることができる。In the first invention, in parallel with the noise canceling operation, the first identifying means receives the first and second reference signals and the first and second difference signals, and the first and second difference signals are inputted. Adaptive signal processing is performed so that the power of the difference signal of 2 is minimized to identify the propagation characteristic of the noise propagation system, and the identified propagation characteristic is set in the first and second adaptive filters. The second identification means performs adaptive signal processing so that the powers of the first and second difference signals are minimized to identify the propagation characteristics of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristics are identified as the first and second propagation characteristics. Set to the second adaptive filter. The arithmetic unit outputs a difference between a combined signal obtained by combining the output of the first adaptive filter of the noise propagation system and the output of the first adaptive filter of the cancel sound propagation system and the error signal as a first difference signal. The difference between the combined signal obtained by combining the second adaptive filter output of the noise propagation system and the second adaptive filter output of the cancel sound propagation system and the output signal of the third delay unit is output as the second difference signal. The first and second identification units receive the first and second difference signals calculated by the calculation unit, perform the adaptive signal processing described above, and finally determine the propagation characteristics of the noise propagation system and the cancellation sound propagation system. Identify. When the coefficient of the noise canceling adaptive filter converges by the noise canceling control, the coefficient control unit changes the value of the coefficient in the cycle of the delay time Δ. By doing so, the propagation characteristic h of the noise propagation system and the propagation characteristic c of the cancel sound propagation system can always be uniquely obtained, and the propagation characteristics h and c can be uniquely obtained even when the coefficients converge. You can
【0026】第2の発明においては、騒音キャンセル動
作と並行して、第1の同定手段は第1、第2の参照信号
及び第1、第2の差信号を入力され、該第1、第2の差
信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行なっ
て騒音伝搬系の伝搬特性を同定し、該同定した伝搬特性
を適応フィルタに設定する。又、第2の同定手段は第
1、第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号
処理を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を同定
し、該同定した伝搬特性を適応フィルタに設定する。演
算部は騒音伝搬系の適応フィルタ出力とキャンセル音伝
搬系の適応フィルタ出力を合成した合成信号とエラー信
号の差を第1の差信号として出力し、第3遅延部は第1
の差信号をΔだけ遅延して第2の差信号を出力する。第
1、第2の同定部は第1、第2の差信号を入力されて上
述の適応信号処理を行ない、最終的に騒音伝搬系、キャ
ンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する。又、騒音キャン
セル動作により、騒音キャンセル信号を出力する適応フ
ィルタの係数が収束した場合、係数制御部は遅延時間Δ
の周期で該係数の値を変動させる。以上のようにする
と、常に騒音伝搬系の伝搬特性h及びキャンセル音伝搬
系の伝搬特性cを一意に求めることができ、又、係数が
収束した場合にも伝搬特性h,cを一意に求めることが
できる。In the second invention, in parallel with the noise canceling operation, the first identifying means receives the first and second reference signals and the first and second difference signals, and the first and second difference signals are inputted. Adaptive signal processing is performed so that the power of the difference signal of 2 is minimized to identify the propagation characteristic of the noise propagation system, and the identified propagation characteristic is set in the adaptive filter. The second identification means performs adaptive signal processing so that the powers of the first and second difference signals are minimized to identify the propagation characteristics of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristics are used as an adaptive filter. Set. The calculation unit outputs the difference between the combined signal obtained by combining the adaptive filter output of the noise propagation system and the adaptive filter output of the cancel sound propagation system and the error signal as the first difference signal, and the third delay unit outputs the first difference signal.
The second difference signal is output after delaying the difference signal of Δ by Δ. The first and second identification units receive the first and second difference signals and perform the above-described adaptive signal processing, and finally identify the propagation characteristics of the noise propagation system and the cancellation sound propagation system. Further, when the coefficient of the adaptive filter that outputs the noise canceling signal converges due to the noise canceling operation, the coefficient control unit determines the delay time Δ
The value of the coefficient is changed in the cycle. By doing so, the propagation characteristic h of the noise propagation system and the propagation characteristic c of the cancel sound propagation system can always be uniquely obtained, and the propagation characteristics h and c can be uniquely obtained even when the coefficients converge. You can
【0027】[0027]
(a) 本発明の概略 (a-1) 原理 従来の第1のオンライン同定法(Eriksson等のシステ
ム)の問題点を回避するためには、図1に示すように実
際に観測可能な信号(x,y,e)のみから未知系
(h,c)を同定できるようにする必要がある。 図1において、31は騒音キャンセルコントローラであ
り、参照信号発生部から発生する参照信号xnを入力さ
れると共に、騒音キャンセル点における騒音dnとキャ
ンセル音dn′の合成音信号をエラ−信号enとして入力
され、該エラ−信号のパワーが最小となるようにFilere
d-X LMSに基づいた適応信号処理を行って騒音キャンセ
ル信号ynを出力する。騒音キャンセルコントローラ3
1は、適応信号処理部31aと、デジタルフィルタ構成
の適応フィルタ31bと、参照信号xnにスピーカから
騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系の伝搬特性
(伝達関数)c′を畳み込んで信号処理用参照信号
un′を作成する信号処理フィルタ31cを有してい
る。32は伝達特性hを有する騒音伝搬系、33は伝達
特性cを有するキャンセル音伝搬系、34は騒音キャン
セル点における騒音dnとキャンセル音dn′の合成音信
号をエラ−信号enとして出力するマイクロフォン、1
00は観測可能な信号(x,y,e)より騒音伝搬系3
2の伝達特性h及びキャンセル音伝搬系33の伝達特性
を同定する同定部である。(a) Outline of the present invention (a-1) Principle In order to avoid the problems of the first conventional online identification method (system of Eriksson et al.), as shown in FIG. It is necessary to be able to identify the unknown system (h, c) only from x, y, e). In FIG. 1, reference numeral 31 is a noise canceling controller, which receives a reference signal x n generated from a reference signal generating unit and also outputs a synthesized sound signal of noise d n and cancel sound d n ′ at a noise canceling point as an error signal. It entered as e n, the error - as signal power is minimized Filere
Adaptive noise signal processing based on dX LMS is performed to output a noise cancellation signal y n . Noise cancellation controller 3
Reference numeral 1 denotes an adaptive signal processing unit 31a, an adaptive filter 31b having a digital filter configuration, and a signal processing by convolving a reference signal xn with a propagation characteristic (transfer function) c'of a cancellation sound propagation system from a speaker to a noise cancellation point. It has a signal processing filter 31c for generating the reference signal u n ′ for use. Reference numeral 32 is a noise propagation system having a transfer characteristic h, 33 is a cancel sound propagation system having a transfer characteristic c, and 34 is a composite sound signal of the noise d n and the cancel sound d n ′ at the noise cancel point, which is output as an error signal e n. Microphone, 1
00 is the observable signal (x, y, e) from the noise propagation system 3
An identification unit for identifying the transfer characteristic h of 2 and the transfer characteristic of the cancel sound propagation system 33.
【0028】従来の第2のオンライン同定法(Tapia
等のシステム)の問題点を解消するためには、未知数個
分の独立な方程式が作成できるようにすればよい。すな
わち、図2に概念的に示すように、異なる2つの伝達関
数(w1、w2)に対応して得られる二組のデータ
(x1,x2,y1,y2,e1,e2)を用いて、未知伝達
系(h,c)の同定を行なうようにすれば良い。このよ
うにすれば、必要十分な数の連立方程式を常に得ること
ができ、未知伝達関数(h,c)の正確な同定が可能と
なり、従来のオンライン同定法が有する問題点を解決で
きる。A second conventional online identification method (Tapia
In order to solve the problem of the system), unknown equations of independent equations can be created. That is, as conceptually shown in FIG. 2, two sets of data (x 1 , x 2 , y 1 , y 2 , e 1 , e 2 obtained corresponding to two different transfer functions (w 1 , w 2 ), e 2 ) may be used to identify the unknown transfer system (h, c). In this way, a sufficient number of simultaneous equations can be obtained at all times, the unknown transfer function (h, c) can be accurately identified, and the problems of the conventional online identification method can be solved.
【0029】図2において、101はw=w1と設定し
た場合を表しており、102はw=w2と設定した場合
を表している。また、103は騒音伝搬系の伝達特性h
及びキャンセル音伝搬系の伝達特性cを同定する同定部
である。In FIG. 2, 101 indicates the case where w = w 1 is set, and 102 indicates the case where w = w 2 is set. Further, 103 is the transfer characteristic h of the noise propagation system.
And an identification unit for identifying the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system.
【0030】(a-2) 同定部の構成 適応フィルタを用いて、2つの時系列(図2のx1,
y1,e1;x2,y2,e2)からh及びcを推定するに
は、図3に示すように同定部103を構成すれば良い。
すなわち、同定部103は観測可能な2組の(x1,
y1,e1),(x2,y 2,e2)を用いて騒音伝搬系3
2の伝達特性h及びキャンセル音伝搬系33の伝達特性
を同定する。図3において、103aは騒音伝搬系32
の伝達特性hを適応信号処理により同定する第1の同定
部であり、103bはキャンセル音伝搬系の第2の同定
部、103cは演算部である。第1の同定部103a
は、第1、第2の参照信号x1,x2と第1、第2の差信
号ε1,ε2が入力され、これら第1、第2の差信号のパ
ワーが最小となるようにLMSアルゴリズムに基づいて適
応信号処理を行ない、騒音伝搬系32の伝搬特性hを同
定する信号処理部103a-1、該同定した伝搬特性が設定さ
れ、それぞれ第1、第2の参照信号x1,x2が入力され
る第1、第2の適応フィルタ103a-2,103a-3を有してい
る。(A-2) Configuration of the identification unit Two time series (x in FIG. 2 are used by using an adaptive filter.1,
y1, E1; X2, Y2, E2) To estimate h and c from
May configure the identification unit 103 as shown in FIG.
That is, the identifying unit 103 determines two observable (x1,
y1, E1), (X2, Y 2, E2) Using noise propagation system 3
2 and the transfer characteristic of the cancel sound propagation system 33
Identify. In FIG. 3, 103a is a noise propagation system 32.
First identification for identifying the transfer characteristic h of a signal by adaptive signal processing
And 103b is the second identification of the cancel sound propagation system.
The unit 103c is a calculation unit. First identification unit 103a
Is the first and second reference signals x1, X2And the first and second difference
Issue ε1, Ε2Is input and the power of the first and second difference signals is input.
Based on the LMS algorithm so that the power is minimized.
Response signal processing is performed, and the propagation characteristics h of the noise propagation system 32 are equalized.
Signal processing unit 103a-1, which sets the identified propagation characteristics.
The first and second reference signals x1, X2Is entered
Has first and second adaptive filters 103a-2 and 103a-3.
You.
【0031】第2の同定部103bは、第1、第2の騒
音キャンセル信号y1,y2と第1、第2の差信号ε1,
ε2が入力され、これら第1、第2の差信号のパワーが
最小となるようにLMSアルゴリズムに基づいて適応信号
処理を行ない、キャンセル音伝搬系33の伝搬特性cを
同定する信号処理部103b-1、該同定した伝搬特性が設定
され、それぞれ第1、第2の騒音キャンセル信号y1,
y2が入力される第1、第2の適応フィルタ103b-2, 103
b-3を有している。The second identifying section 103b is arranged to detect the first and second noise canceling signals y 1 and y 2 and the first and second difference signals ε 1 and
The signal processing unit 103b that inputs ε 2 and performs adaptive signal processing based on the LMS algorithm so as to minimize the power of these first and second difference signals and identifies the propagation characteristic c of the cancel sound propagation system 33. -1, the identified propagation characteristics are set, and the first and second noise cancellation signals y 1 and
First and second adaptive filters 103b-2, 103 to which y 2 is input
b-3.
【0032】演算部103cは加算部103c-1,103c-3
と、演算部103c-2,103c-4を備えている。加算器103c-1
は、第1同定部103aの第1適応フィルタ103a-2から
出力される信号と第2同定部103bの第1適応フィル
タ103b-2から出力される信号を加算する。演算部103c-2
は該加算信号e1と第1の騒音キャンセル系101にお
けるエラー信号e1の差を演算し、第1の差信号ε1とし
て出力する。加算器103c-3は、第1同定部103aの第
2適応フィルタ103a-3から出力される信号と第2同定部
103bの第2適応フィルタ103b-3から出力される信号
を加算する。演算部103c-4は該加算信号e2と第2の騒
音キャンセル系102におけるエラー信号e2の差を演
算し、第2の差信号ε2として出力する。同定部103
によれば、次式の係数更新式によりThe calculation unit 103c is an addition unit 103c-1, 103c-3.
And arithmetic units 103c-2 and 103c-4. Adder 103c-1
Adds the signal output from the first adaptive filter 103a-2 of the first identification unit 103a and the signal output from the first adaptive filter 103b-2 of the second identification unit 103b. Arithmetic unit 103c-2
Calculates the difference between the added signal e 1 and the error signal e 1 in the first noise cancellation system 101 and outputs it as a first difference signal ε 1 . The adder 103c-3 adds the signal output from the second adaptive filter 103a-3 of the first identification unit 103a and the signal output from the second adaptive filter 103b-3 of the second identification unit 103b. The calculation unit 103c-4 calculates the difference between the addition signal e 2 and the error signal e 2 in the second noise cancellation system 102, and outputs it as the second difference signal ε 2 . Identification unit 103
According to the following formula,
【数19】 適応フィルタ係数(h″,c″)が決定される。[Formula 19] Adaptive filter coefficients (h ″, c ″) are determined.
【0033】(a-3) 相関行列の正則性に関する考察 図2、図3を組み合わせると図4に示すようになる。
尚、図4はhが1タップ、cが1タップ、wが1タップ
の場合の例である。第1、第2の同定部103a,10
3bはLMSアルゴリズムに基づいて適応信号処理を行な
うから、適応フィルタの係数(h″,c″)は以下の係
数更新式(A-3) Consideration on Regularity of Correlation Matrix FIG. 4 is obtained by combining FIG. 2 and FIG.
Note that FIG. 4 shows an example in which h is 1 tap, c is 1 tap, and w is 1 tap. First and second identification units 103a, 10
Since 3b performs adaptive signal processing based on the LMS algorithm, the coefficient (h ", c") of the adaptive filter is calculated by the following coefficient update formula.
【数20】 により決定される。一方、誤差、ε1n,ε2nは(Equation 20) Is determined by On the other hand, the errors ε 1n and ε 2n are
【数21】 で与えられる。[Equation 21] Given in.
【0034】以上から、第1、第2同定部103a,1
03bにおける適応フィルタの収束値を(h∞,c
∞)とすれば、次式From the above, the first and second identification units 103a, 103
The convergence value of the adaptive filter in 03b is (h∞, c
∞)
【数22】 が成り立つ。ここで、相関行列[Equation 22] Holds. Where the correlation matrix
【数23】 の正則性について考察すると、y1n=w1x1n,y2n=
w2x2nであるから、(Equation 23) Considering the regularity of y 1n = w 1 x 1n , y 2n =
Since w 2 x 2n ,
【数24】 である。[Equation 24] Is.
【0035】従って、相関行列はTherefore, the correlation matrix is
【数25】 となる。上式において、最初と、最後の行列(Equation 25) Becomes In the above equation, the first and last matrix
【数26】 が正則であれば、相関行列は正則になる。すなわち、w
1≠w2であれば、相関行列は正則となり、未知伝達系
(h,c)を正しく同定することが可能となる。(Equation 26) If is regular, the correlation matrix is regular. That is, w
If 1 ≠ w 2 , the correlation matrix is regular, and the unknown transfer system (h, c) can be correctly identified.
【0036】(a-4) 遅延要素を用いた構成 以上のように、w1≠w2であれば、相関行列は正則とな
り、未知伝達系(h,c)を正しく同定することが可能
となる。ところで、騒音キャンセル用の適応フィルタは
収束するまでの間は、その係数値wが常に変化してい
る。そのため、正確な同定に必要な2つの時系列は、遅
延要素を用いて生成することができる。図5は図2のシ
ステムを遅延要素を用いて構成した場合であり、101
は騒音キャンセル系、103は同定部、104は参照信
号xを所定時間Δだけ遅延する第1の遅延部、105は
騒音キャンセル信号yを時間Δだけ遅延する第2の遅延
部、106はエラー信号eを時間Δだけ遅延する第3の
遅延部である。同定部103は、第1遅延部104の出
力信号と第1遅延部で遅延しない信号を第1、第2の参
照信号x1,x2として入力され、又、第2遅延部105
の出力信号と第2遅延部で遅延しない信号を第1、第2
の騒音キャンセル信号y1,y2として入力され、更に、
第3遅延部106の出力信号と第3遅延部で遅延しない
信号を第1、第2の差信号e1,e2として入力される。
そして、同定部103の第1の同定部103a(図3)
は、第1、第2の参照信号x1,x2と第1、第2の差信
号e1,e2を入力され、これら第1、第2の差信号のパ
ワーが最小となるように適応信号処理を行なって騒音伝
搬系32の伝搬特性hを同定する。又、第2の同定部1
03bは、第1、第2の騒音キャンセル信号y1,y2と
第1、第2の差信号e1,e2を入力され、これら第1、
第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号処理
を行なってキャンセル音伝搬系33の伝搬特性cを同定
する。(A-4) Configuration Using Delay Element As described above, if w 1 ≠ w 2 , the correlation matrix is regular and the unknown transfer system (h, c) can be correctly identified. Become. By the way, the coefficient value w of the adaptive filter for canceling noise is constantly changing until it converges. Therefore, the two time series required for accurate identification can be generated using the delay element. FIG. 5 shows a case where the system of FIG. 2 is configured using delay elements.
Is a noise cancellation system, 103 is an identification unit, 104 is a first delay unit that delays the reference signal x by a predetermined time Δ, 105 is a second delay unit that delays the noise cancellation signal y by a time Δ, and 106 is an error signal The third delay unit delays e by a time Δ. The identification unit 103 receives the output signal of the first delay unit 104 and the signals that are not delayed by the first delay unit as the first and second reference signals x 1 and x 2 , and the second delay unit 105.
Output signal and the signal not delayed by the second delay unit
Noise cancellation signals y 1 and y 2 of
The output signal of the third delay unit 106 and the signal that is not delayed by the third delay unit 106 are input as the first and second difference signals e 1 and e 2 .
Then, the first identification unit 103a of the identification unit 103 (FIG. 3)
Receives the first and second reference signals x 1 and x 2 and the first and second difference signals e 1 and e 2 so that the powers of these first and second difference signals are minimized. Adaptive signal processing is performed to identify the propagation characteristic h of the noise propagation system 32. In addition, the second identification unit 1
03b receives the first and second noise canceling signals y 1 and y 2 and the first and second difference signals e 1 and e 2, and outputs the first and second noise canceling signals y 1 and y 2 .
Adaptive signal processing is performed so that the power of the second difference signal is minimized to identify the propagation characteristic c of the cancel sound propagation system 33.
【0037】(a-5) 騒音キャンセル用適応フィルタの係
数収束時の制御 図5において、騒音キャンセル用適応フィルタ31bの
係数が収束すると、遅延時間Δ後の係数w2と現時刻の
係数w1が同一の値になる。このようにw1=w2となる
と、相関行列は正則でなくなり、未知系(h,c)を一
意に特定できなくなる。そこで、騒音キャンセル用適応
フィルタ31bの係数が収束した場合には、遅延時間Δ
の周期で故意に微小振動させてw1≠w2となるようにす
れば良い。図6はかかる場合の説明図であり、係数wが
収束したことが検出された時、以後、周期Δで係数値が
w1,w2(w1≠w2)となるように微小振動させてい
る。(A-5) Control when the coefficient of the noise canceling adaptive filter converges In FIG. 5, when the coefficient of the noise canceling adaptive filter 31b converges, the coefficient w 2 after the delay time Δ and the coefficient w 1 at the current time. Have the same value. When w 1 = w 2 in this way, the correlation matrix becomes non-regular and the unknown system (h, c) cannot be uniquely specified. Therefore, when the coefficient of the noise canceling adaptive filter 31b converges, the delay time Δ
It suffices to intentionally make small vibrations in the cycle of so that w 1 ≠ w 2 . FIG. 6 is an explanatory diagram of such a case, and when it is detected that the coefficient w has converged, thereafter, microvibration is performed so that the coefficient values become w 1 and w 2 (w 1 ≠ w 2 ) at the cycle Δ. ing.
【0038】(a-6) 遅延要素を用いたシステムにおける
相関行列の正則性 図5、図2を組み合わせると図7に示すようになる。
尚、図7はhが1タップ、cが1タップ、wが1タップ
の場合の例である。第1、第2の同定部103a,10
3bはLMSアルゴリズムに基づいて適応信号処理を行な
うから、適応フィルタの係数(h″,c″)は以下の係
数更新式(A-6) Regularity of Correlation Matrix in System Using Delay Element Combining FIG. 5 and FIG. 2, it becomes as shown in FIG.
Note that FIG. 7 shows an example in which h is 1 tap, c is 1 tap, and w is 1 tap. First and second identification units 103a, 10
Since 3b performs adaptive signal processing based on the LMS algorithm, the coefficient (h ", c") of the adaptive filter is calculated by the following coefficient update formula.
【数27】 により決定される。一方、誤差、εn,εn-Δは[Equation 27] Is determined by On the other hand, the errors, ε n and ε n- Δ are
【数28】 で与えられる。[Equation 28] Given in.
【0039】以上から、第1、第2同定部103a,1
03bにおける適応フィルタの収束値を(h∞,c
∞)とすれば、次式From the above, the first and second identification units 103a, 103
The convergence value of the adaptive filter in 03b is (h∞, c
∞)
【数29】 となる。ここで、相関行列[Equation 29] Becomes Where the correlation matrix
【数30】 の正則性について考察すると、yn=wnxn,yn-Δ=
wn-Δxn-Δであるから、[Equation 30] Considering the regularity of y n = w n x n , y n- Δ =
Since w n- Δx n- Δ,
【数31】 である。[Equation 31] Is.
【0040】従って、相関行列はTherefore, the correlation matrix is
【数32】 となり、独立理論を適用すると[Equation 32] And applying the theory of independence
【数33】 となり、第2番目の行列は正則であるから、第1、第3
番目の行列が正則であれば、換言すれば、E[wn]≠
E[wn-Δ]であれば相関行列は正則となり、未知系
(h,c)を一意に同定することができる。又、収束後
の微小振動制御時には、相関行列は[Expression 33] And the second matrix is regular, so the first and third matrices
If the th matrix is regular, in other words E [w n ] ≠
If E [w n- Δ], the correlation matrix is regular, and the unknown system (h, c) can be uniquely identified. Also, the correlation matrix is
【数34】 となり、w1≠w2ならば正則になり未知系(h,c)を
一意に同定することができる。(Equation 34) Therefore, if w 1 ≠ w 2 , it becomes regular and the unknown system (h, c) can be uniquely identified.
【0041】(b) 本発明の第1実施例 (b-1) 構成 図8は本発明の第1実施例に係る騒音キャンセルシステ
ムの構成図であり、遅延要素を用いた実施例である。1
01は騒音キャンセル系、103は騒音伝搬系及びキャ
ンセル音伝搬系の伝達特性を同定する同定部、104〜
106は遅延部、107は係数収束時に係数値を振動制
御する係数制御部である。騒音キャンセル系101にお
いて、31は騒音キャンセルコントローラであり、参照
信号発生部(図示せず)から発生する参照信号xnを入
力されると共に、騒音キャンセル点における騒音dnと
キャンセル音dn′の合成音信号をエラ−信号enとして
入力され、該エラ−信号のパワーが最小となるようにFi
lered-X LMSに基づいた適応信号処理を行って騒音キャ
ンセル信号ynを出力する。騒音キャンセルコントロー
ラ31は、適応信号処理部31aと、デジタルフィルタ
構成の適応フィルタ31bと、参照信号xnにスピーカ
から騒音キャンセル点までのキャンセル音伝搬系の伝搬
特性(伝達関数)c′を畳み込んで信号処理用参照信号
un′を作成する信号処理フィルタ31cを有してい
る。32は伝達特性hを有する騒音伝搬系、33は伝達
特性cを有するキャンセル音伝搬系、34は騒音キャン
セル点における騒音dnとキャンセル音dn′の合成音信
号をエラ−信号enとして出力するマイクロフォンであ
る。(B) First Embodiment of the Present Invention (b-1) Configuration FIG. 8 is a configuration diagram of a noise canceling system according to the first embodiment of the present invention, which is an embodiment using a delay element. 1
Reference numeral 01 is a noise canceling system, 103 is an identifying unit for identifying transfer characteristics of the noise propagating system and the cancel sound propagating system,
Reference numeral 106 is a delay unit, and 107 is a coefficient control unit that controls vibration of coefficient values when the coefficients converge. In the noise canceling system 101, 31 is a noise canceling controller, which receives a reference signal x n generated from a reference signal generating unit (not shown) and outputs noise d n and cancel sound d n ′ at a noise canceling point. the synthesized speech signal error - is input as a signal e n, the error - as signal power is minimized Fi
Adaptive signal processing based on lered-X LMS is performed to output a noise cancellation signal y n . The noise cancellation controller 31 convolves an adaptive signal processing unit 31a, an adaptive filter 31b having a digital filter configuration, and a reference signal xn with a propagation characteristic (transfer function) c'of a cancellation sound propagation system from a speaker to a noise cancellation point. It has a signal processing filter 31c for producing the signal processing reference signal u n '. Reference numeral 32 is a noise propagation system having a transfer characteristic h, 33 is a cancel sound propagation system having a transfer characteristic c, and 34 is a composite sound signal of the noise d n and the cancel sound d n ′ at the noise cancel point, which is output as an error signal e n. It is a microphone.
【0042】第1の遅延部104は参照信号xnを所定
時間Δだけ遅延し、第2の遅延部105は騒音キャンセ
ル信号ynを時間Δだけ遅延し、第3の遅延部106は
エラー信号enを時間Δだけ遅延する。同定部103
は、第1遅延部104の出力信号と第1遅延部で遅延し
ない信号を第1、第2の参照信号xn,xn-Δとして入
力され、又、第2遅延部105の出力信号と第2遅延部
で遅延しない信号を第1、第2の騒音キャンセル信号y
n,yn-Δとして入力され、更に、第3遅延部106の出
力信号と第3遅延部で遅延しない信号を第1、第2のエ
ラー信号en,en-Δとして入力される。同定部103に
おいて、103aは騒音伝搬系32の伝達特性hを適応
信号処理により同定する第1の同定部、103bはキャ
ンセル音伝搬系33の伝達特性cを適応信号処理により
同定する第2の同定部、103cは演算部である。第1
の同定部103aは、第1、第2の参照信号xn,xn-
Δと第1、第2の差信号εn,εn-Δが入力され、これ
ら第1、第2の差信号のパワーが最小となるようにLMS
アルゴリズムに基づいて適応信号処理を行ない、騒音伝
搬系32の伝搬特性hを同定する信号処理部103a-1、該
同定した伝搬特性が設定され、それぞれ第1、第2の参
照信号xn,xn-Δが入力される第1、第2の適応フィ
ルタ103a-2,103a-3を有している。The first delay unit 104 delays the reference signal x n by a predetermined time Δ, the second delay unit 105 delays the noise cancellation signal y n by the time Δ, and the third delay unit 106 outputs the error signal. Delay e n by a time Δ. Identification unit 103
Is input with the output signal of the first delay unit 104 and the signal not delayed by the first delay unit as the first and second reference signals x n and x n- Δ, and with the output signal of the second delay unit 105. The signal that is not delayed by the second delay unit is converted into the first and second noise cancellation signals y.
n, it is input as y n-delta, further input signals without delay at the output signal and the third delay unit of the third delay unit 106 first, second error signal e n, as e n-delta. In the identification unit 103, 103a is a first identification unit that identifies the transfer characteristic h of the noise propagation system 32 by adaptive signal processing, and 103b is a second identification that identifies the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system 33 by adaptive signal processing. The unit 103c is a calculation unit. First
Of the first and second reference signals x n and x n-
Δ and the first and second difference signals ε n and ε n- Δ are input, and the LMS is set so that the powers of these first and second difference signals are minimized.
A signal processing unit 103a-1 that performs adaptive signal processing based on an algorithm to identify the propagation characteristic h of the noise propagation system 32, the identified propagation characteristic is set, and the first and second reference signals x n and x are set, respectively. It has first and second adaptive filters 103a-2 and 103a-3 to which n- Δ is input.
【0043】第2の同定部103bは、第1、第2の騒
音キャンセル信号yn,yn-Δと第1、第2の差信号
εn,εn-Δが入力され、これら第1、第2の差信号の
パワーが最小となるようにLMSアルゴリズムに基づいて
適応信号処理を行ない、キャンセル音伝搬系33の伝搬
特性cを同定する信号処理部103b-1、該同定した伝搬特
性が設定され、それぞれ第1、第2の騒音キャンセル信
号yn,yn-Δが入力される第1、第2の適応フィルタ1
03b-2, 103b-3を有している。演算部103cは加算器1
03c-1,103c-3と、演算部103c-2,103c-4を備えている。
加算器103c-1は、第1同定部103aの第1適応フィル
タ103a-2から出力される信号と第2同定部103bの第
1適応フィルタ103b-2から出力される信号を加算する。
演算部103c-2は該加算信号en′と騒音キャンセル系1
01から出力されるエラー信号enの差を演算し、第1
の差信号εnとして出力する。加算器103c-3は、第1同
定部103aの第2適応フィルタ103a-3から出力される
信号と第2同定部103bの第2適応フィルタ103b-3か
ら出力される信号を加算する。演算部103c-4は該加算信
号en-Δ′と第3遅延部106から出力されるエラー信
号e n-Δの差を演算し、第2の差信号εn-Δとして出力
する。The second identifying section 103b is arranged to detect the first and second noises.
Sound cancellation signal yn, Yn-Δ and the first and second difference signals
εn, Εn-Δ is input and these first and second difference signals
Based on LMS algorithm to minimize power
Propagation of the cancellation sound propagation system 33 by performing adaptive signal processing
The signal processing unit 103b-1 for identifying the characteristic c, the identified propagation feature
The noise cancellation signal is set for each of the first and second noise cancellation
No. yn, Yn-First and second adaptive filters 1 to which Δ is input
It has 03b-2 and 103b-3. The arithmetic unit 103c is an adder 1
03c-1 and 103c-3, and arithmetic units 103c-2 and 103c-4.
The adder 103c-1 is the first adaptive fill of the first identification unit 103a.
Of the signal output from the second identification unit 103b and the signal output from the data 103a-2.
1 Add the signals output from the adaptive filter 103b-2.
The arithmetic operation unit 103c-2 outputs the addition signal en'And noise cancellation system 1
Error signal e output from 01nCalculate the difference between
Difference signal εnOutput as. The adder 103c-3 is the same as the first
Output from the second adaptive filter 103a-3 of the constant unit 103a
Signal and the second adaptive filter 103b-3 of the second identification unit 103b
Add the signals output from. The arithmetic unit 103c-4 is the addition signal.
Issue en-Δ ′ and the error signal output from the third delay unit 106
Issue e n-The difference between Δ is calculated, and the second difference signal εn-Output as Δ
I do.
【0044】(b-2) 係数制御部の構成 係数制御部107は騒音キャンセル系の適応フィルタ3
1bの係数が収束した場合には、遅延時間Δの周期で故
意に微小振動させてw1≠w2となるように制御する。図
9は係数制御部107の構成図であり、107aは所定
時間(ブロックという)におけるエラー信号enの平均
値en(mean)を計算して出力するブロック平均演算部、
107bは前回のブロック平均値と今回のブロック平均
値の差分Δen(mean)を演算する差分演算部、107c
は差分Δen(mean)と設定値 Teの大小を比較し、|Δ
en(mean)|<Teの時、収束完了信号CEDを出力する
収束判定部、107dは収束完了時に、所定周期(第1
〜第3遅延部104〜106の遅延時間Δ)で係数をw
n−wB→wn+wB→wn−wB→・・・というようにw n
−wBとwn+wBの間で交互に振動制御する係数振動部
である。尚、wnは係数収束値、wBは設定値である。(B-2) Configuration of coefficient control section The coefficient control section 107 is a noise canceling adaptive filter 3
When the coefficient of 1b converges, the delay time Δ
Let me vibrate slightly1≠ w2Control so that. Figure
9 is a block diagram of the coefficient control unit 107, and 107a is a predetermined value.
Error signal e at time (called block)nAverage of
Value ena block average calculator that calculates and outputs (mean),
107b is the previous block average value and the current block average
Difference in value Δendifference calculation unit for calculating (mean), 107c
Is the difference Δen(mean) and the set value Te are compared, and
enWhen (mean) | <Te, the convergence completion signal CED is output
When the convergence determination unit 107d completes the convergence, a predetermined period (first
The delay time Δ of the third delay units 104 to 106 is set to w
n-WB→ wn+ WB→ wn-WB→ ... and so on n
-WBAnd wn+ WBCoefficient vibration part that alternately controls vibration between
Is. Incidentally, wnIs the coefficient convergence value, wBIs a set value.
【0045】(b-3) 動作 信号処理フィルタ31cはキャンセル音伝搬系を特定す
る係数c0,c1,c2・・・cJ-1を用いて(2)の演算を実行
して信号処理用参照信号un′を出力する。適応信号処
理部31aは騒音キャンセル点におけるエラー信号en
と信号処理用参照信号un′を入力され、これらの信号
を用いて(3)式の演算を行なって適応フィルタ31bの
係数w0n,w1n,w2n・・・w(I-1)nを決定する。適応
フィルタ31bは適応信号処理部31aにより決定され
た係数w0n,w1n,w2n・・・w(I -1)nを用いて(1)式
の演算を実行して騒音キャンセル信号ynを出力する。
騒音キャンセル信号ynはキャンセル音伝搬系33を介
してキャンセル音信号dn′となって騒音キャンセル点
に到り、又、騒音(参照信号)は騒音伝搬系32を介し
て騒音キャンセル点に到る。マイクロフォン34はキャ
ンセル音信号dn′と騒音信号dnとの合成音信号である
エラー信号enを検出して騒音キャンセルコントローラ
31に入力する。以後、上記処理が繰り返され、エラー
信号enのパワーE[en 2]が最小となるように適応フ
ィルタ31bの係数が所定値に収束する。尚、適応フィ
ルタ31bの係数値が収束すれば、係数制御部107は
周期Δで係数値をwn+wB,wn−wBの間で振動制御す
る。(B-3) Operation The signal processing filter 31c executes the operation of (2) using the coefficients c 0 , c 1 , c 2 ... c J-1 for specifying the cancel sound propagation system and outputs the signal. The processing reference signal u n ′ is output. The adaptive signal processing unit 31a uses the error signal e n at the noise cancellation point.
And the signal processing reference signal u n ′ are input, and the coefficients of the adaptive filter 31b, w 0n , w 1n , w 2n, ... W (I-1) Determine n . The adaptive filter 31b executes the calculation of the equation (1) using the coefficients w 0n , w 1n , w 2n ... W (I -1) n determined by the adaptive signal processing unit 31a to execute the noise cancellation signal y n. Is output.
The noise canceling signal y n reaches the noise canceling point via the canceling sound propagation system 33 and becomes the canceling sound signal d n ′, and the noise (reference signal) reaches the noise canceling point via the noise propagation system 32. It The microphone 34 detects an error signal e n which is a combined sound signal of the cancel sound signal d n ′ and the noise signal d n and inputs it to the noise cancel controller 31. After that, the above processing is repeated, and the coefficient of the adaptive filter 31b converges to a predetermined value so that the power E [e n 2 ] of the error signal e n is minimized. When the coefficient value of the adaptive filter 31b converges, the coefficient control unit 107 controls the vibration of the coefficient value in the period Δ between w n + w B and w n −w B.
【0046】以上と並行して、第1の同定部103aに
おける適応信号処理部103a-1は、第1、第2の参照信号
xn,xn-Δと第1、第2の差信号εn,εn-Δを入力さ
れ、これらの信号を用いてLMSアルゴリズムに基づいた
適応信号処理を行ない、該適応信号処理により第1、第
2の差信号εn,εn-ΔのパワーE[εn 2+εn-Δ2]が
最小となるように適応フィルタ103a-2,103a-3の係数を
決定する。E[εn 2+εn-Δ2]が最小となるように適
応フィルタ103a-2,103a-3の係数が決定された時、該適
応フィルタ103a-2,103a-3は騒音伝搬系32の伝達特性
hと略同一の伝達特性h″を示すことになる。尚、LMS
アルゴリズムは(3)式において、un=xnとした適応信
号処理アルゴリズムである。又、第2の同定部103b
における適応信号処理部103b-1は、第1、第2の騒音キ
ャンセル信号yn,yn-Δと第1、第2の差信号εn,ε
n-Δを入力され、これらの信号を用いてLMSアルゴリズ
ムに基づいた適応信号処理を行ない、該適応信号処理に
より第1、第2の差信号εn,εn-ΔのパワーE[εn 2
+εn-Δ2]が最小となるように適応フィルタ103b-2,10
3b-3の係数を決定する。パワーE[εn 2+εn-Δ2]が
最小となるように適応フィルタ103b-2,103b-3の係数が
決定された時、該適応フィルタはキャンセル音伝搬系3
3の伝達特性cと略同一の伝達特性c″を示すことにな
る。In parallel with the above, the first identification unit 103a
In the adaptive signal processing unit 103a-1 in the first and second reference signals
xn, Xn-Δ and the first and second difference signals εn, Εn-Enter Δ
Based on the LMS algorithm using these signals
Adaptive signal processing is performed, and the first and second adaptive signal processing are performed by the adaptive signal processing.
2 difference signal εn, Εn-Power of ΔE [εn 2+ Εn-Δ2]But
Set the coefficients of adaptive filters 103a-2 and 103a-3 to the minimum.
decide. E [εn 2+ Εn-Δ2] Is the minimum
When the coefficients of the adaptive filters 103a-2 and 103a-3 are determined, the
The adaptive filters 103a-2 and 103a-3 are transfer characteristics of the noise propagation system 32.
The transfer characteristic h ″ is almost the same as that of h. LMS
In equation (3), the algorithm is un= XnAdapted to
No. processing algorithm. In addition, the second identification unit 103b
The adaptive signal processing unit 103b-1 in FIG.
Cancel signal yn, Yn-Δ and the first and second difference signals εn, Ε
n-Δ is input and LMS algorithm is used by using these signals.
The adaptive signal processing based on the
From the first and second difference signals εn, Εn-Power of ΔE [εn 2
+ Εn-Δ2] 103b-2,10
Determine the coefficient of 3b-3. Power E [εn 2+ Εn-Δ2]But
The coefficients of the adaptive filters 103b-2 and 103b-3 are set to be the minimum.
When it is determined, the adaptive filter cancels the sound propagation system 3
3 shows a transfer characteristic c ″ that is substantially the same as the transfer characteristic c of FIG.
You.
【0047】騒音キャンセルコントローラ31はエラー
信号enのパワーE[en 2]が最小になるように動作
し、第1、第2の同定部103a,103bは第1、第
2の差信号εn,εn-ΔのパワーE[εn 2+εn-Δ2]が
最小となるように、すなわち、en′=en、en-Δ′=
en-Δとなるよう動作し、最終的にh″=h、c″=c
となるように適応フィルタ103a-2,103a-3;103b-2,103b-
3の係数が決定される。以上により同定された騒音キャ
ンセル音伝搬系の伝達特性c″はフィルタ31cに設定
され、以後、該伝達関数c″を用いて騒音キャンセルが
行なわれる。The noise canceling controller 31 operates so that the power E [e n 2 ] of the error signal e n is minimized, and the first and second identifying sections 103a and 103b are provided with the first and second difference signals ε. n , ε n- Δ power E [ε n 2 + ε n- Δ 2 ] is minimized, that is, e n ′ = e n , e n− Δ ′ =
It operates so that e n- Δ, and finally h ″ = h, c ″ = c
Adaptive filter 103a-2,103a-3; 103b-2,103b-
A factor of 3 is determined. The transfer characteristic c ″ of the noise canceling sound propagation system identified as described above is set in the filter 31c, and thereafter, noise cancellation is performed using the transfer function c ″.
【0048】(c) 本発明の第2実施例 (c-1) 構成 第1実施例において本質的な機能は、遅延により生成し
た2つの時系列(保存しておいた過去のデータと現在の
データの両方)を用いて適応を行なうことである。それ
故、第1実施例における第1同定部103aの適応フィ
ルタ103a-2,103a-3を1つに集約し、かつ、第2同定部
103bの適応フィルタ103b-2,103b-3を1つに集約し
ても未知系(h,c)の同定を行なうことができる。図
10は本発明の第2実施例に係る騒音キャンセルシステ
ムの構成図であり図8の第1実施例と同一部分には同一
符号を付している。第1実施例と異なる点は、 第1
実施例における第1同定部103aの適応フィルタ103a
-2,103a-3を1つに集約し、適応フィルタ103a-2のみと
した点、 第1実施例における第2同定部103bの適応フィル
タ103b-2,103b-3を1つに集約し、適応フィルタ103b-2
のみとした点、 第1実施例における適応フィルタ103a-3,103b-3に関
連する加算器103c-3,演算部103c-4を除去し、演算部0
3cを加算器103c-1,演算部103c-2のみとした点であ
る。(C) Second Embodiment of the Present Invention (c-1) Configuration The essential function of the first embodiment is that two time series generated by delay (previous data stored and current data) are generated. Both of the data) are used to make the adaptation. Therefore, in the first embodiment, the adaptive filters 103a-2 and 103a-3 of the first identification unit 103a are integrated into one, and the adaptive filters 103b-2 and 103b-3 of the second identification unit 103b are integrated into one. Even so, the unknown system (h, c) can be identified. FIG. 10 is a configuration diagram of a noise canceling system according to a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in the first embodiment of FIG. 8 are designated by the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the first
Adaptive filter 103a of the first identification unit 103a in the embodiment
-2,103a-3 are combined into one and only the adaptive filter 103a-2 is used. In addition, the adaptive filters 103b-2 and 103b-3 of the second identification unit 103b in the first embodiment are combined into one, 103b-2
However, the adder 103c-3 and the arithmetic unit 103c-4 related to the adaptive filters 103a-3 and 103b-3 in the first embodiment are removed, and the arithmetic unit 0
3c is only the adder 103c-1 and the operation unit 103c-2.
【0049】(c-2) 動作 騒音キャンセル系101は第1実施例と同様に動作して
エラー信号enのパワーE[en 2]が最小となるように
適応フィルタ31bの係数wを決定し、最終的に該係数
は所定値に収束する。かかる騒音キャンセル制御と並行
して、第1の同定部103aにおける適応信号処理部10
3a-1は、第1、第2の参照信号xn,xn-Δと第1、第
2の差信号εn,εn-Δを入力され、これらの信号を用
いてLMSアルゴリズムに基づいた適応信号処理を行な
い、該適応信号処理により第1、第2の差信号εn,ε
n-ΔのパワーE[εn 2+εn-Δ2]が最小となるように
適応フィルタ103a-2の係数を決定する。E[εn 2+εn-
Δ2]が最小となるように適応フィルタ103a-2の係数が
決定された時、該適応フィルタ103a-2は騒音伝搬系32
の伝達特性hと略同一の伝達特性h″を示すことにな
る。(C-2) Operation The noise canceling system 101 operates in the same manner as in the first embodiment, and determines the coefficient w of the adaptive filter 31b so that the power E [e n 2 ] of the error signal e n is minimized. Then, finally, the coefficient converges to a predetermined value. In parallel with such noise cancellation control, the adaptive signal processing unit 10 in the first identification unit 103a
3a-1 receives the first and second reference signals x n and x n- Δ and the first and second difference signals ε n and ε n- Δ, and uses these signals based on the LMS algorithm. Adaptive signal processing is performed, and the first and second difference signals ε n and ε are performed by the adaptive signal processing.
Power E of n- Δ [ε n 2 + ε n- Δ 2] to determine the coefficients of the adaptive filter 103a-2 to minimize. E [ε n 2 + ε n-
When the coefficient of the adaptive filter 103a-2 is determined such that Δ 2 ] is minimized, the adaptive filter 103a-2 operates in the noise propagation system 32.
The transfer characteristic h ″ is substantially the same as the transfer characteristic h of
【0050】又、第2の同定部103bにおける適応信
号処理部103b-1は、第1、第2の騒音キャンセル信号y
n,yn-Δと第1、第2の差信号εn,εn-Δを入力さ
れ、これら信号を用いてLMSアルゴリズムに基づいた適
応信号処理を行ない、該適応信号処理により第1、第2
の差信号εn,εn-ΔのパワーE[εn 2+εn-Δ2]が最
小となるように適応フィルタ103b-2の係数を決定する。
パワーE[εn 2+εn-Δ 2]が最小となるように適応フ
ィルタ103b-2の係数が決定された時、該適応フィルタは
キャンセル音伝搬系33の伝達特性cと略同一の伝達特
性c″を示すことになる。 騒音キャンセルコントロー
ラ31はエラー信号enのパワーE[en 2]が最小にな
るように動作し、第1、第2の同定部103a,103
bは第1、第2の差信号εn,εn-ΔのパワーE[εn 2
+εn-Δ2]が最小となるように、すなわち、 en′=
enとなるよう動作し、最終的にh″=h、c″=cと
なるように適応フィルタ103a-2,103b-2の係数が決定さ
れる。以上により同定された騒音キャンセル音伝搬系の
伝達特性c″は信号処理フィルタ31cに設定され、以
後、該伝達関数c″を用いて騒音キャンセルが行なわれ
る。The adaptive signal in the second identifying section 103b is also used.
The signal processing unit 103b-1 uses the first and second noise cancellation signals y
n, Yn-Δ and the first and second difference signals εn, Εn-Enter Δ
These signals are then used to adapt the LMS algorithm.
The adaptive signal processing is performed, and the first and second adaptive signal processing are performed.
Difference signal εn, Εn-Power of ΔE [εn 2+ Εn-Δ2] Is the highest
The coefficient of the adaptive filter 103b-2 is determined so as to be small.
Power E [εn 2+ Εn-Δ 2] To minimize
When the coefficient of the filter 103b-2 is determined, the adaptive filter
A transfer characteristic substantially the same as the transfer characteristic c of the cancel sound propagation system 33.
The noise canceling controller.
Error signal enPower of E [en 2] Becomes the minimum
And the first and second identification units 103a and 103
b is the first and second difference signals εn, Εn-Power of ΔE [εn 2
+ Εn-Δ2] Is minimized, ie, en′ =
enSo that h ″ = h and c ″ = c
The coefficients of the adaptive filters 103a-2 and 103b-2 are determined so that
Be done. The noise cancellation sound propagation system identified by the above
The transfer characteristic c ″ is set in the signal processing filter 31c, and
After that, noise cancellation is performed using the transfer function c ″.
You.
【0051】第2実施例のシステムは第1実施例のシス
テムに比べ、適応フィルタ103a-2,103b-2の挙動が複雑
となるが、その反面、入力信号(x,y)とフィルタ係
数(h″,c″)との畳み込み演算量を削減できるとい
った利点を有している。又、同定用適応フィルタ103a-
2,103b-2の最終的な収束値が実用上最も重要である
が、第2実施例でもこれらの適応のフィルタは真の値に
収束する。尚、第1、第2の同定部を適応フィルタを用
いて構成したが、適応フィルタを用いなくても未知系
(h,c)の同定は可能である。しかし、適応フィルタ
を用いることにより、y及びeが非定常であっても未知
系(h,c)を同定することができ、しかも、h及びc
が時変の場合にも、その特性変動にスムースに追従して
行くことが可能となる。以上、本発明を実施例により説
明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨
に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除
するものではない。In the system of the second embodiment, the behavior of the adaptive filters 103a-2 and 103b-2 is more complicated than that of the system of the first embodiment, but on the other hand, the input signal (x, y) and the filter coefficient ( This has the advantage that the amount of convolution calculation with h ″, c ″) can be reduced. Further, the identification adaptive filter 103a-
Although the final convergence value of 2,103b-2 is the most important in practical use, these adaptive filters also converge to true values in the second embodiment. Although the first and second identifying units are configured by using the adaptive filter, the unknown system (h, c) can be identified without using the adaptive filter. However, by using the adaptive filter, the unknown system (h, c) can be identified even if y and e are non-stationary, and h and c
Even when is time varying, it is possible to smoothly follow the characteristic variation. Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention can be variously modified according to the gist of the present invention described in the claims, and the present invention does not exclude these.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上本発明によれば、ランダムノイズを
使用せず、しかも、未知系(騒音伝搬系、キャンセル音
伝搬系)の伝達特性h,cを確実に同定することができ
る。又、本発明によれば、同定された伝達特性を用いて
Filtered-X LMSアルゴリズムに基づいた適応信号処理を
行なって騒音キャンセルができ、消音性能を向上するこ
とができる。更に、本発明によれば、伝達特性h,cが
変化してもオンラインでこれらを同定して騒音キャンセ
ルを行うことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to reliably identify the transfer characteristics h and c of an unknown system (noise propagation system, cancellation sound propagation system) without using random noise. Further, according to the present invention, by using the identified transfer characteristic,
Noise can be canceled by performing adaptive signal processing based on the Filtered-X LMS algorithm, and the silencing performance can be improved. Further, according to the present invention, even if the transfer characteristics h and c change, it is possible to identify them online and cancel the noise.
【図1】本発明の第1の同定原理説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first identification principle of the present invention.
【図2】本発明の第2の同定原理説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a second identification principle of the present invention.
【図3】同定部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an identification unit.
【図4】本発明の同定原理に基づいた騒音キャンセルシ
ステムの構成図であり、h,c,wがそれぞれ1タップ
の場合の例である。FIG. 4 is a configuration diagram of a noise canceling system based on the identification principle of the present invention, and is an example when h, c, and w are each 1 tap.
【図5】遅延要素を用いた場合のシステム構成図であ
る。FIG. 5 is a system configuration diagram when a delay element is used.
【図6】収束時における騒音キャンセル用適応フィルタ
の係数制御説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of coefficient control of an adaptive filter for noise cancellation at the time of convergence.
【図7】遅延要素を用いた場合の騒音キャンセルシステ
ムの構成図であり、h,c,wがそれぞれ1タップの場
合の例である。FIG. 7 is a configuration diagram of a noise canceling system using a delay element, which is an example in which h, c, and w are each 1 tap.
【図8】本発明の第1実施例に係る騒音キャンセルシス
テムの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a noise canceling system according to the first embodiment of the present invention.
【図9】係数制御部の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a coefficient control unit.
【図10】本発明の第2実施例に係る騒音キャンセルシ
ステムの構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a noise canceling system according to a second embodiment of the present invention.
【図11】従来の騒音キャンセル装置の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional noise canceling device.
【図12】適応フィルタの構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an adaptive filter.
【図13】適応処理用参照信号(フィルタードリファレ
ンス)を生成するフィルタの構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a filter that generates a reference signal (filtered reference) for adaptive processing.
【図14】一次音、二次音伝搬系を用いて表現した騒音
キャンセルシステムの構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a noise canceling system expressed using a primary sound and a secondary sound propagation system.
【図15】従来の第1のオンライン同定法の説明図であ
る。FIG. 15 is an explanatory diagram of a first conventional online identification method.
【図16】従来の第2のオンライン同定法の説明図であ
る。FIG. 16 is an explanatory diagram of a second conventional online identification method.
【図17】第2のオンライン同定法を用いた騒音キャン
セルシステムの構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a noise canceling system using a second online identification method.
【図18】第2のオンライン同定法を用いた騒音キャン
セルシステムの構成図であり、h,c,wがそれぞれ1
タップの場合の例である。FIG. 18 is a configuration diagram of a noise cancellation system using a second online identification method, where h, c, and w are 1 respectively.
This is an example of tapping.
101・・騒音キャンセル系 31・・騒音キャンセルコントローラ 31b・・適応フィルタ 103a,103b・・第1、第2の同定部 104〜106・・第1〜第3の遅延部 107・・係数制御部 101 .. Noise canceling system 31 .. Noise canceling controller 31b .. Adaptive filter 103a, 103b .. 1st, 2nd identification part 104-106.
Claims (2)
セルするキャンセル音を出力するキャンセル音発生部、
騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音の合成音
であるエラー信号を検出するセンサ、騒音源から発生す
る騒音に応じた参照信号を発生する参照信号発生部、キ
ャンセル音発生部からセンサまでのキャンセル音伝搬系
における伝搬特性を参照信号に畳み込んで適応処理用の
参照信号を生成するフィルタ、参照信号発生部から出力
される参照信号に所定のフィルタリングを施して騒音キ
ャンセル信号を発生してキャンセル音発生部に入力する
適応フィルタ、エラー信号と適応処理用参照信号を用い
て適応信号処理により騒音キャンセル点における騒音を
キャンセルするように前記適応フィルタの係数を決定す
る適応信号処理部とを備えた騒音キャンセルシステムに
おいて、 参照信号を所定時間Δだけ遅延する第1の遅延部、 騒音キャンセル信号を所定時間Δだけ遅延する第2の遅
延部、 前記エラー信号を所定時間Δだけ遅延する第3の遅延
部、 第1遅延部の出力信号と第1遅延部で遅延しない信号を
第1、第2の参照信号として入力されると共に制御すべ
き第1、第2の差信号が入力され、これら第1、第2の
差信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行な
って騒音伝搬系の伝搬特性を同定する信号処理部と、該
同定した伝搬特性が設定され、それぞれ第1、第2の参
照信号が入力される第1、第2の適応フィルタとを有す
る第1の同定手段、 第2遅延部の出力信号と第2遅延部で遅延しない信号を
第1、第2の騒音キャンセル信号として入力されると共
に、前記第1、第2の差信号が入力され、これら第1、
第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号処理
を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する信
号処理部と、該同定した伝搬特性が設定され、それぞれ
第1、第2の騒音キャンセル信号が入力される第1、第
2の適応フィルタを有する第2の同定手段、 前記騒音伝搬系の第1の適応フィルタ出力とキャンセル
音伝搬系の第1の適応フィルタ出力を合成した合成信号
と前記エラー信号との差を前記第1の差信号として出力
し、又、前記騒音伝搬系の第2の適応フィルタ出力とキ
ャンセル音伝搬系の第2の適応フィルタ出力を合成した
合成信号と前記第3遅延部の出力信号との差を前記第2
の差信号として出力する演算部と、 前記騒音キャンセル用の適応フィルタの係数が収束した
場合、前記遅延時間Δの周期で該係数の値を変動させる
係数制御部を備えたことを特徴とする騒音キャンセルシ
ステム。1. A cancel sound generation unit for outputting a cancel sound for canceling noise at a noise cancel point,
A sensor that detects an error signal that is a combined sound of noise and cancellation sound at a noise cancellation point, a reference signal generation unit that generates a reference signal according to the noise generated from a noise source, and a cancellation sound propagation from the cancellation sound generation unit to the sensor A filter for generating a reference signal for adaptive processing by convolving the propagation characteristics in the system with a reference signal, and a noise canceling unit for generating a noise canceling signal by applying predetermined filtering to the reference signal output from the reference signal generating unit A noise canceling system comprising: an adaptive filter to be input to the input terminal; and an adaptive signal processing unit that determines a coefficient of the adaptive filter so as to cancel noise at a noise canceling point by adaptive signal processing using an error signal and a reference signal for adaptive processing. In the first delay unit for delaying the reference signal by a predetermined time Δ, the noise canceller A second delay unit that delays the error signal for a predetermined time Δ, a third delay unit that delays the error signal for a predetermined time Δ, an output signal of the first delay unit and a signal that is not delayed by the first delay unit. , The first and second difference signals to be controlled as well as being input as the second reference signals, and adaptive signal processing is performed so that the powers of these first and second difference signals are minimized. First identification having a signal processing unit for identifying the propagation characteristic of the propagation system, and first and second adaptive filters to which the identified propagation characteristic is set and to which first and second reference signals are input The output signal of the second delay unit and the signal not delayed by the second delay unit are input as the first and second noise cancellation signals, and the first and second difference signals are input. ,
A signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of the second difference signal to identify the propagation characteristic of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristic are set, and the first and second signals are set, respectively. Second identifying means having first and second adaptive filters to which a noise canceling signal is input, and a synthesis in which the first adaptive filter output of the noise propagation system and the first adaptive filter output of the cancel sound propagation system are synthesized. A composite signal that outputs the difference between the signal and the error signal as the first difference signal, and that combines the second adaptive filter output of the noise propagation system and the second adaptive filter output of the cancel sound propagation system. The difference between the output signal of the third delay unit and the second signal
And a coefficient control unit that changes the value of the coefficient in the cycle of the delay time Δ when the coefficient of the noise canceling adaptive filter converges. Cancellation system.
セルするキャンセル音を出力するキャンセル音発生部、
騒音キャンセル点における騒音とキャンセル音の合成音
であるエラー信号を検出するセンサ、騒音源から発生す
る騒音に応じた参照信号を発生する参照信号発生部、キ
ャンセル音発生部からセンサまでのキャンセル音伝搬系
における伝搬特性を参照信号に畳み込んで適応処理用の
参照信号を生成するフィルタ、参照信号発生部から出力
される参照信号に所定のフィルタリングを施して騒音キ
ャンセル信号を発生してキャンセル音発生部に入力する
適応フィルタ、エラー信号と適応処理用参照信号を用い
て適応信号処理により騒音キャンセル点における騒音を
キャンセルするように前記適応フィルタの係数を決定す
る適応信号処理部とを備えた騒音キャンセルシステムに
おいて、 参照信号を所定時間Δだけ遅延する第1の遅延部、 騒音キャンセル信号を所定時間Δだけ遅延する第2の遅
延部、 制御すべき第1の差信号を所定時間Δだけ遅延して第2
の差信号を出力する第3の遅延部、 第1遅延部の出力信号と第1遅延部で遅延しない信号を
第1、第2の参照信号として入力されると共に制御すべ
き第1、第2の差信号を入力され、これら第1、第2の
差信号のパワーが最小となるように適応信号処理を行な
って騒音伝搬系の伝搬特性を同定する信号処理部と、該
同定した伝搬特性が設定されると共に参照信号が入力さ
れる適応フィルタとを有する第1の同定手段、 第2遅延部の出力信号と第2遅延部で遅延しない信号を
第1、第2の騒音キャンセル信号として入力されると共
に、前記第1、第2の差信号が入力され、これら第1、
第2の差信号のパワーが最小となるように適応信号処理
を行なってキャンセル音伝搬系の伝搬特性を同定する信
号処理部と、該同定した伝搬特性が設定されると共に、
騒音キャンセル信号が入力される適応フィルタを有する
第2の同定手段、 前記騒音伝搬系の適応フィルタ出力とキャンセル音伝搬
系の適応フィルタ出力を合成した合成信号と前記エラー
信号との差を前記第1の差信号として出力する演算部
と、 前記騒音キャンセル用の適応フィルタの係数が収束した
場合、前記遅延時間Δの周期で該係数値を変動させる係
数制御部を備えたことを特徴とする騒音キャンセルシス
テム。2. A cancel sound generating section for outputting a cancel sound for canceling noise at a noise cancel point,
A sensor that detects an error signal that is a combined sound of noise and cancellation sound at a noise cancellation point, a reference signal generation unit that generates a reference signal according to the noise generated from a noise source, and a cancellation sound propagation from the cancellation sound generation unit to the sensor A filter for generating a reference signal for adaptive processing by convolving the propagation characteristics in the system with a reference signal, and a noise canceling unit for generating a noise canceling signal by applying predetermined filtering to the reference signal output from the reference signal generating unit A noise canceling system comprising: an adaptive filter to be input to the input terminal; and an adaptive signal processing unit that determines a coefficient of the adaptive filter so as to cancel noise at a noise canceling point by adaptive signal processing using an error signal and a reference signal for adaptive processing. In the first delay unit for delaying the reference signal by a predetermined time Δ, the noise canceller A second delay unit for delaying the first differential signal by a predetermined time Δ, and a second delay unit for delaying the first difference signal to be controlled by a predetermined time Δ.
The third delay unit that outputs the difference signal of the first delay unit, the output signal of the first delay unit and the signal that is not delayed by the first delay unit are input as the first and second reference signals and are controlled first and second. Difference signal is input, and a signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of these first and second difference signals to identify the propagation characteristic of the noise propagation system, and the identified propagation characteristic First identification means having an adaptive filter that is set and to which a reference signal is input, an output signal of the second delay unit and a signal that is not delayed by the second delay unit are input as first and second noise cancellation signals. At the same time, the first and second difference signals are input, and the first and second difference signals are input.
A signal processing unit that performs adaptive signal processing so as to minimize the power of the second difference signal to identify the propagation characteristic of the cancel sound propagation system, and the identified propagation characteristic are set.
Second identifying means having an adaptive filter to which a noise canceling signal is inputted; the difference between the error signal and the synthesized signal obtained by synthesizing the adaptive filter output of the noise propagation system and the adaptive filter output of the cancel sound propagation system And a coefficient control section for changing the coefficient value in the cycle of the delay time Δ when the coefficient of the noise canceling adaptive filter converges. system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6264730A JPH08123445A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Noise cancellation system |
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---|---|---|---|
JP6264730A JPH08123445A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Noise cancellation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08123445A true JPH08123445A (en) | 1996-05-17 |
Family
ID=17407381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6264730A Withdrawn JPH08123445A (en) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | Noise cancellation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08123445A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09258746A (en) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Honda Motor Co Ltd | Vibration-noise control device |
JPH09319403A (en) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Tokai Rubber Ind Ltd | Adaptive control method for cyclic signal |
JPH10171466A (en) * | 1996-12-12 | 1998-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Active noise controller |
JPH11296179A (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Fujitsu Ltd | Active noise control device |
JP2000099038A (en) * | 1998-09-18 | 2000-04-07 | Fujitsu Ltd | Feedback type active noise control device |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP6264730A patent/JPH08123445A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09258746A (en) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Honda Motor Co Ltd | Vibration-noise control device |
JPH09319403A (en) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Tokai Rubber Ind Ltd | Adaptive control method for cyclic signal |
JPH10171466A (en) * | 1996-12-12 | 1998-06-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Active noise controller |
JPH11296179A (en) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Fujitsu Ltd | Active noise control device |
JP2000099038A (en) * | 1998-09-18 | 2000-04-07 | Fujitsu Ltd | Feedback type active noise control device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |