JPH08179782A - 能動的消音装置 - Google Patents
能動的消音装置Info
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- JPH08179782A JPH08179782A JP6324180A JP32418094A JPH08179782A JP H08179782 A JPH08179782 A JP H08179782A JP 6324180 A JP6324180 A JP 6324180A JP 32418094 A JP32418094 A JP 32418094A JP H08179782 A JPH08179782 A JP H08179782A
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- 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】 システム同定処理を精度良く行うとともに、
短時間で行う。 【構成】 能動的消音装置のシステム同定部４はランダ
ムノイズを発生させるＭ系列ノイズ発生部５と、ＬＭＳ
アルゴリズムに従って所定適応制御を行うＬＭＳアルゴ
リズム部６と、デジタルフィルタ部７と、減算部８と、
収束係数設定部９とを含んおり、収束係数設定部９があ
る時点のフィルタ係数の総和とある時点から所定時間経
過後のフィルタ係数の総和の差を算出し、その差の大き
さに基づいて収束係数の大きさを設定する。したがっ
て、実際のデジタルフィルタにおいて収束度合いに応じ
た収束係数を設定することができるのでシステム同定処
理が正確になるとともに、短時間でシステム同定処理を
行うことができる。
短時間で行う。 【構成】 能動的消音装置のシステム同定部４はランダ
ムノイズを発生させるＭ系列ノイズ発生部５と、ＬＭＳ
アルゴリズムに従って所定適応制御を行うＬＭＳアルゴ
リズム部６と、デジタルフィルタ部７と、減算部８と、
収束係数設定部９とを含んおり、収束係数設定部９があ
る時点のフィルタ係数の総和とある時点から所定時間経
過後のフィルタ係数の総和の差を算出し、その差の大き
さに基づいて収束係数の大きさを設定する。したがっ
て、実際のデジタルフィルタにおいて収束度合いに応じ
た収束係数を設定することができるのでシステム同定処
理が正確になるとともに、短時間でシステム同定処理を
行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は能動的消音装置に関し、
より詳しくは、能動的騒音制御によって騒音源の騒音を
低減する場合に予め必要なシステム同定処理も行うこと
ができる、能動的消音装置に関する。
より詳しくは、能動的騒音制御によって騒音源の騒音を
低減する場合に予め必要なシステム同定処理も行うこと
ができる、能動的消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、エンジン、排気ダクトの騒音
を低減する技術として吸音材、制振動材を設けるという
受動的な方法が提案されている。これに対し、近年、騒
音に対して同振幅、逆位相の相殺音を放射して、音波の
干渉効果により騒音を低減する能動的騒音制御（アクテ
ィブノイズコントロール、以下、ＡＮＣと称する）が実
用化され、各方面で盛んに研究されている。ＡＮＣによ
れば、吸音材では低減しにくい約１００Ｈｚ付近〜５０
０Ｈｚ付近の低周波の騒音においても低減効果を有する
ので、エンジン排気音、車室のこもり音などを低減する
ことに使用されている（特公表平２−５０３２１９号、
特開平３−２０４３５４号公報）。
を低減する技術として吸音材、制振動材を設けるという
受動的な方法が提案されている。これに対し、近年、騒
音に対して同振幅、逆位相の相殺音を放射して、音波の
干渉効果により騒音を低減する能動的騒音制御（アクテ
ィブノイズコントロール、以下、ＡＮＣと称する）が実
用化され、各方面で盛んに研究されている。ＡＮＣによ
れば、吸音材では低減しにくい約１００Ｈｚ付近〜５０
０Ｈｚ付近の低周波の騒音においても低減効果を有する
ので、エンジン排気音、車室のこもり音などを低減する
ことに使用されている（特公表平２−５０３２１９号、
特開平３−２０４３５４号公報）。
【０００３】例えば、図７に示すダクト３０の上流側に
一次騒音マイク３１を、下流のダクト口３０ａ近くに残
留騒音マイク３２を配設し、一次騒音マイク３１より下
流側でダクト口３０ａよりも上流の所定位置にアンチノ
イズスピーカ３３を配設したＡＮＣ装置がある。この装
置において、ＡＮＣ制御を実現するためには、消音しよ
うとするダクト３０の電気音響系Ｈの伝達特性を予め調
べるために、ＡＮＣ制御を行う時とほぼ同じアルゴリズ
ムで一次騒音マイク３１とアンチノイズスピーカ３３間
の伝達特性Ｂ、残留騒音マイク３２とアンチノイズスピ
ーカ３３間の伝達特性Ｃを正確に求めることが必要にな
る。このような処理はシステム同定と呼ばれている。
一次騒音マイク３１を、下流のダクト口３０ａ近くに残
留騒音マイク３２を配設し、一次騒音マイク３１より下
流側でダクト口３０ａよりも上流の所定位置にアンチノ
イズスピーカ３３を配設したＡＮＣ装置がある。この装
置において、ＡＮＣ制御を実現するためには、消音しよ
うとするダクト３０の電気音響系Ｈの伝達特性を予め調
べるために、ＡＮＣ制御を行う時とほぼ同じアルゴリズ
ムで一次騒音マイク３１とアンチノイズスピーカ３３間
の伝達特性Ｂ、残留騒音マイク３２とアンチノイズスピ
ーカ３３間の伝達特性Ｃを正確に求めることが必要にな
る。このような処理はシステム同定と呼ばれている。
【０００４】なお、図７において符号４１はＡＮＣ騒音
制御装置であり、符号４２は制御音となる逆位相波形の
生成を行う適応デジタルフィルタ４２で、常に最大の消
音量が得られるように干渉結果に基づく残留騒音信号に
従って、フィルタ係数を更新する。この適応デジタルフ
ィルタ４２の適応アルゴリズムとして、この装置では例
えば、Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗらが提案した「Filtered−ＸＬ
ＭＳアルゴリズム」のＬＭＳアルゴリズム部４３を採用
している。フィルタ４４は上記電気音響特性Ｂを補償
（図７において＜Ｂ＞は特性Ｂを補償することを示す）
して一次騒音マイク３１とアンチノイズスピーカ３３間
のハウリングを防止するものであり、フィルタ４５は上
記電気音響特性Ｃを補償して残留騒音マイク３２位置で
の消音を可能にするものである。
制御装置であり、符号４２は制御音となる逆位相波形の
生成を行う適応デジタルフィルタ４２で、常に最大の消
音量が得られるように干渉結果に基づく残留騒音信号に
従って、フィルタ係数を更新する。この適応デジタルフ
ィルタ４２の適応アルゴリズムとして、この装置では例
えば、Ｂ．Ｗｉｄｒｏｗらが提案した「Filtered−ＸＬ
ＭＳアルゴリズム」のＬＭＳアルゴリズム部４３を採用
している。フィルタ４４は上記電気音響特性Ｂを補償
（図７において＜Ｂ＞は特性Ｂを補償することを示す）
して一次騒音マイク３１とアンチノイズスピーカ３３間
のハウリングを防止するものであり、フィルタ４５は上
記電気音響特性Ｃを補償して残留騒音マイク３２位置で
の消音を可能にするものである。
【０００５】上記電気音響特性Ｂ，Ｃの同定は具体的に
は、図８に示すようなシステム同定部５１内で生成した
Ｍ系列ランダムノイズをアンチノイズスピーカ３３より
出力し、それぞれの電気音響特性を通って、一次騒音マ
イク３１および残留騒音マイク３２から得られる信号に
対して、ＡＮＣ制御により適応デジタルフィルタ５２，
５３を適応させることにより行われる。
は、図８に示すようなシステム同定部５１内で生成した
Ｍ系列ランダムノイズをアンチノイズスピーカ３３より
出力し、それぞれの電気音響特性を通って、一次騒音マ
イク３１および残留騒音マイク３２から得られる信号に
対して、ＡＮＣ制御により適応デジタルフィルタ５２，
５３を適応させることにより行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来は上記のようにし
て、２つの伝達特性Ｂ，Ｃを適応フィルタ５２，５３と
ＬＭＳアルゴリズムにより求めているが、ＬＭＳアルゴ
リズムにおける収束係数α（例えば、ステップサイズパ
ラメータ）の値の設定が不適切であると、適応デジタル
フィルタ５２，５３のフィルタ係数の値がばらつき、長
時間適応制御させても最適値に収束しない問題が生じて
いた。
て、２つの伝達特性Ｂ，Ｃを適応フィルタ５２，５３と
ＬＭＳアルゴリズムにより求めているが、ＬＭＳアルゴ
リズムにおける収束係数α（例えば、ステップサイズパ
ラメータ）の値の設定が不適切であると、適応デジタル
フィルタ５２，５３のフィルタ係数の値がばらつき、長
時間適応制御させても最適値に収束しない問題が生じて
いた。
【０００７】さらに説明する。Filtered−ＸＬＭＳアル
ゴリズムとは、例えば、図７において、ダクト３０の電
気音響系Ｈと均等な適応フィルタ４４，４５を備えて補
償された制御系において、一次騒音マイク３１から参照
信号を入力し、残留騒音マイク３２の残留騒音信号を得
て、両信号の誤差ｅの２乗を最小とするように適応デジ
タルフィルタ４２のフィルタ係数を更新することによ
り、アンチノイズスピーカ３３から放射される相殺音を
残留騒音マイク３２位置で騒音を最小にするものにリア
ルタイムで変化させるシステムである。図９は上記Filt
ered−ＸＬＭＳアルゴリズムにおける収束係数αの作用
を説明するための図であり、２次の適応フィルタでの評
価関数Ｊ＝ｅ2とフィルタ係数Ｗ0，Ｗ1の関係を示した
ものである（『自動車用ＡＭＣシステムの開発』、自動
車技術、Vol.45,No.12,1991.参照）。なお、Filtered−
ＸＬＭＳアルゴリズムでは適応デジタルフィルタ４２を
下記数１に基づいて更新する。
ゴリズムとは、例えば、図７において、ダクト３０の電
気音響系Ｈと均等な適応フィルタ４４，４５を備えて補
償された制御系において、一次騒音マイク３１から参照
信号を入力し、残留騒音マイク３２の残留騒音信号を得
て、両信号の誤差ｅの２乗を最小とするように適応デジ
タルフィルタ４２のフィルタ係数を更新することによ
り、アンチノイズスピーカ３３から放射される相殺音を
残留騒音マイク３２位置で騒音を最小にするものにリア
ルタイムで変化させるシステムである。図９は上記Filt
ered−ＸＬＭＳアルゴリズムにおける収束係数αの作用
を説明するための図であり、２次の適応フィルタでの評
価関数Ｊ＝ｅ2とフィルタ係数Ｗ0，Ｗ1の関係を示した
ものである（『自動車用ＡＭＣシステムの開発』、自動
車技術、Vol.45,No.12,1991.参照）。なお、Filtered−
ＸＬＭＳアルゴリズムでは適応デジタルフィルタ４２を
下記数１に基づいて更新する。
【０００８】
【数１】 図９において、Ｊはフィルタ係数Ｗ0，Ｗ1を変数とした
二次曲面であり、Ｅｒｒｏｒ Ｓｕｒｆａｃｅと呼ばれ
る二次曲面６４の勾配方向６５に向かってＷが更新され
る。この更新ベクトルの大きさを決めるαは収束係数と
呼ばれ、収束速度とどこまで最適値Ｊoptに近づけるか
を決める制御定数である。
二次曲面であり、Ｅｒｒｏｒ Ｓｕｒｆａｃｅと呼ばれ
る二次曲面６４の勾配方向６５に向かってＷが更新され
る。この更新ベクトルの大きさを決めるαは収束係数と
呼ばれ、収束速度とどこまで最適値Ｊoptに近づけるか
を決める制御定数である。
【０００９】したがって、収束係数αの設定の仕方が不
適切である場合には、いくら演算を繰り返しても最適値
にたどり着くことができなかったり、最適値にたどり着
くまで長時間が必要になってしまうのである。システム
同定の目的は、能動的消音を実現するために正確な電気
音響系に対応するフィルタ係数を特定することである
が、何を基準にして正確な電気音響系に対応するフィル
タ係数であるかが不明確であり、最適値Ｊoptへの収束
演算の過程において現在どのあたりにいるのかが分から
ないため、収束係数αの決め方は試行錯誤的にならざる
を得ないのである。
適切である場合には、いくら演算を繰り返しても最適値
にたどり着くことができなかったり、最適値にたどり着
くまで長時間が必要になってしまうのである。システム
同定の目的は、能動的消音を実現するために正確な電気
音響系に対応するフィルタ係数を特定することである
が、何を基準にして正確な電気音響系に対応するフィル
タ係数であるかが不明確であり、最適値Ｊoptへの収束
演算の過程において現在どのあたりにいるのかが分から
ないため、収束係数αの決め方は試行錯誤的にならざる
を得ないのである。
【００１０】
【発明の目的】本発明は上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、システム同定作業を効率化するとともに、
実際のＡＮＣ制御において応答性および精度の良い制御
を達成できる能動的消音装置およびその方法を提供する
ことを目的とする。
ものであり、システム同定作業を効率化するとともに、
実際のＡＮＣ制御において応答性および精度の良い制御
を達成できる能動的消音装置およびその方法を提供する
ことを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１の能動的消音装置は、能動的消音を行う
とする電気音響系の所定位置に相殺音発生手段、一次騒
音検出手段、残留騒音検出手段をそれぞれ配置し、少な
くとも残留騒音検出手段からの誤差信号に基づいて残留
騒音を最小にするように相殺音発生手段を制御するアク
ティブノイズ制御手段を備えた能動的消音装置におい
て、ランダムノイズ信号を発生させるランダムノイズ信
号発生手段と、騒音検出手段の騒音信号とデジタルフィ
ルタ部を介したランダムノイズ信号との差を取り、誤差
信号を生成する演算手段と、その誤差信号が最小値とな
るようにデジタルフィルタ部のフィルタ係数を更新させ
るアクティブノイズ制御手段とを備え、デジタルフィル
タ部のフィルタ係数をアクティブノイズ制御により逐次
更新して、収束したデジタルフィルタの値を相殺音発生
手段と騒音検出手段との間の電気音響特性として得るシ
ステム同定処理も行う構成となっており、さらにある時
点のデジタルフィルタのフィルタ係数の総和を算出する
算出手段と、ある時点から所定時間経過後のフィルタ係
数の総和を算出する算出手段と、両総和の差を算出する
差算出手段と、算出された差に基づいてアクティブノイ
ズ制御における収束係数を決定する収束係数設定手段と
を有することを特徴とする。
めの、請求項１の能動的消音装置は、能動的消音を行う
とする電気音響系の所定位置に相殺音発生手段、一次騒
音検出手段、残留騒音検出手段をそれぞれ配置し、少な
くとも残留騒音検出手段からの誤差信号に基づいて残留
騒音を最小にするように相殺音発生手段を制御するアク
ティブノイズ制御手段を備えた能動的消音装置におい
て、ランダムノイズ信号を発生させるランダムノイズ信
号発生手段と、騒音検出手段の騒音信号とデジタルフィ
ルタ部を介したランダムノイズ信号との差を取り、誤差
信号を生成する演算手段と、その誤差信号が最小値とな
るようにデジタルフィルタ部のフィルタ係数を更新させ
るアクティブノイズ制御手段とを備え、デジタルフィル
タ部のフィルタ係数をアクティブノイズ制御により逐次
更新して、収束したデジタルフィルタの値を相殺音発生
手段と騒音検出手段との間の電気音響特性として得るシ
ステム同定処理も行う構成となっており、さらにある時
点のデジタルフィルタのフィルタ係数の総和を算出する
算出手段と、ある時点から所定時間経過後のフィルタ係
数の総和を算出する算出手段と、両総和の差を算出する
差算出手段と、算出された差に基づいてアクティブノイ
ズ制御における収束係数を決定する収束係数設定手段と
を有することを特徴とする。
【００１２】請求項２の能動的消音装置は、収束係数設
定手段が複数の基準値を有し、差と複数の基準値の大小
比較に基づいて、複数の収束係数から最も適切な収束係
数を選択する構成となっている。
定手段が複数の基準値を有し、差と複数の基準値の大小
比較に基づいて、複数の収束係数から最も適切な収束係
数を選択する構成となっている。
【００１３】
【作用】請求項１の能動的消音装置によれば、フィルタ
係数の総和の差を求めて、その差に基づいてアクティブ
ノイズ制御における収束係数を決定するので、収束係数
を決定する段階で収束度合いを考慮した上で、最適な収
束係数を設定することができる。したがってシステム同
定処理が短時間で行える。請求項２の能動的消音装置に
よれば、収束係数設定手段が複数の基準値を有し、差と
複数の基準値の大小比較に基づいて、複数の収束係数か
ら最も適切な収束係数を選択するので、収束度合いに応
じてより細かく収束係数を設定できる。
係数の総和の差を求めて、その差に基づいてアクティブ
ノイズ制御における収束係数を決定するので、収束係数
を決定する段階で収束度合いを考慮した上で、最適な収
束係数を設定することができる。したがってシステム同
定処理が短時間で行える。請求項２の能動的消音装置に
よれば、収束係数設定手段が複数の基準値を有し、差と
複数の基準値の大小比較に基づいて、複数の収束係数か
ら最も適切な収束係数を選択するので、収束度合いに応
じてより細かく収束係数を設定できる。
【００１４】
【発明の効果】上記作用において説明したように、請求
項１の発明によれば、以下の特有の効果を奏する。 （イ）最適な収束係数を設定できることから、収束にま
で要する時間が短縮され、能動的消音装置のシステム同
定処理が短時間で行える。 （ロ）能動的消音装置のシステム同定処理において、様
々な音響特性に対してフィルタ係数の各タップでのばら
つきが極力抑えられた、より正確な電気音響特性が得ら
れるので、得られた電気音響特性を組み込んだ実際の能
動的消音装置において応答性および精度の良いＡＮＣ制
御を達成できる。
項１の発明によれば、以下の特有の効果を奏する。 （イ）最適な収束係数を設定できることから、収束にま
で要する時間が短縮され、能動的消音装置のシステム同
定処理が短時間で行える。 （ロ）能動的消音装置のシステム同定処理において、様
々な音響特性に対してフィルタ係数の各タップでのばら
つきが極力抑えられた、より正確な電気音響特性が得ら
れるので、得られた電気音響特性を組み込んだ実際の能
動的消音装置において応答性および精度の良いＡＮＣ制
御を達成できる。
【００１５】請求項２の発明は、請求項１の効果に加え
て、収束度合いに応じてより細かく最適な収束係数を設
定できるのでシステム同定処理における時間を短縮で
き、より正確な電気音響特性が得られるという特有の効
果を奏する。
て、収束度合いに応じてより細かく最適な収束係数を設
定できるのでシステム同定処理における時間を短縮で
き、より正確な電気音響特性が得られるという特有の効
果を奏する。
【００１６】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図１は本発明に係る能動的消音装置の一実施
例を示すブロック図である。この能動的消音装置１はシ
ステム同定部４を含んで構成され、システム同定をしよ
うとする電気音響系の所定位置に配設されたアンチノイ
ズスピーカ３３と、一次騒音マイク３１、残留騒音マイ
ク（図１において図示せず）とをそれぞれシステム同定
部４を接続した構成となっている。
説明する。図１は本発明に係る能動的消音装置の一実施
例を示すブロック図である。この能動的消音装置１はシ
ステム同定部４を含んで構成され、システム同定をしよ
うとする電気音響系の所定位置に配設されたアンチノイ
ズスピーカ３３と、一次騒音マイク３１、残留騒音マイ
ク（図１において図示せず）とをそれぞれシステム同定
部４を接続した構成となっている。
【００１７】システム同定部４はランダムノイズを発生
させるＭ系列ノイズ発生部５と、ＬＭＳアルゴリズムに
従って所定適応制御を行うＬＭＳアルゴリズム部６と、
デジタルフィルタ部７と、減算部８と、収束係数設定部
９とを含んで構成している。収束係数設定部９は、図２
に示すようにデジタルフィルタ部７のフィルタ係数の総
和を求める加算部１１と、算出された総和を保持する保
持部１２と、総和の差を算出する差算出部１３と、収束
係数の値が記憶された収束係数記憶部１４と、基準値が
記憶された基準値記憶部１５と、差算出部１３が算出し
た総和の差と基準値を比較して、収束係数記憶部に複数
記憶された収束係数の値から１つの収束係数を決定する
決定部１６と、所定時間の経過後、フィルタ係数の総和
を求めるように加算部１１に指令信号を送る収束係数制
御部１７を有している。
させるＭ系列ノイズ発生部５と、ＬＭＳアルゴリズムに
従って所定適応制御を行うＬＭＳアルゴリズム部６と、
デジタルフィルタ部７と、減算部８と、収束係数設定部
９とを含んで構成している。収束係数設定部９は、図２
に示すようにデジタルフィルタ部７のフィルタ係数の総
和を求める加算部１１と、算出された総和を保持する保
持部１２と、総和の差を算出する差算出部１３と、収束
係数の値が記憶された収束係数記憶部１４と、基準値が
記憶された基準値記憶部１５と、差算出部１３が算出し
た総和の差と基準値を比較して、収束係数記憶部に複数
記憶された収束係数の値から１つの収束係数を決定する
決定部１６と、所定時間の経過後、フィルタ係数の総和
を求めるように加算部１１に指令信号を送る収束係数制
御部１７を有している。
【００１８】能動的消音装置１はＭ系列ノイズ発生部５
からのノイズ信号によりアンチノイズスピーカ３３を駆
動してノイズ音を発生させるとともに、ノイズ信号をＬ
ＭＳアルゴリズム部６とデジタルフィルタ部７とに入力
するようにしている。そして、減算部８によってデジタ
ルフィルタ部７により適応制御された信号と一次騒音マ
イク３１からの騒音信号との差を取り、ＬＭＳアルゴリ
ズム部６がその差信号（誤差信号）の二乗値が最小にな
るように、デジタルフィルタ部７のフィルタ係数を逐次
更新するように構成している。
からのノイズ信号によりアンチノイズスピーカ３３を駆
動してノイズ音を発生させるとともに、ノイズ信号をＬ
ＭＳアルゴリズム部６とデジタルフィルタ部７とに入力
するようにしている。そして、減算部８によってデジタ
ルフィルタ部７により適応制御された信号と一次騒音マ
イク３１からの騒音信号との差を取り、ＬＭＳアルゴリ
ズム部６がその差信号（誤差信号）の二乗値が最小にな
るように、デジタルフィルタ部７のフィルタ係数を逐次
更新するように構成している。
【００１９】そして、デジタルフィルタ部７のデジタル
フィルタにおいて収束した最適値は一次騒音マイク３１
とアンチノイズスピーカ３３との電気音響特性（図６に
おけるＢ）を補償する適応フィルタ（図６における＜Ｂ
＞）となるように構成されている。つまり、アンチノイ
ズスピーカ３３から放射されたノイズ音はアンチノイズ
スピーカ３３と一次騒音マイク３１の音響特性分だけ変
化したノイズ音となっているので、減算部８に入力され
るノイズ信号と一次騒音マイク３１からの騒音信号の差
の二乗値が最小となるようにデジタルフィルタ部７を収
束させることは、電気的にアンチノイズスピーカ３３と
一次騒音マイク３１の音響特性を再現したものとなるの
である。なお、上記Ｍ系列ノイズ発生部５、減算部８、
および収束係数設定部９は、例えば、図７に示すような
ＡＮＣ騒音制御装置４１において、ソフトウエア処理手
段（ＣＰＵによるソフトウエア処理）によって構成され
る。
フィルタにおいて収束した最適値は一次騒音マイク３１
とアンチノイズスピーカ３３との電気音響特性（図６に
おけるＢ）を補償する適応フィルタ（図６における＜Ｂ
＞）となるように構成されている。つまり、アンチノイ
ズスピーカ３３から放射されたノイズ音はアンチノイズ
スピーカ３３と一次騒音マイク３１の音響特性分だけ変
化したノイズ音となっているので、減算部８に入力され
るノイズ信号と一次騒音マイク３１からの騒音信号の差
の二乗値が最小となるようにデジタルフィルタ部７を収
束させることは、電気的にアンチノイズスピーカ３３と
一次騒音マイク３１の音響特性を再現したものとなるの
である。なお、上記Ｍ系列ノイズ発生部５、減算部８、
および収束係数設定部９は、例えば、図７に示すような
ＡＮＣ騒音制御装置４１において、ソフトウエア処理手
段（ＣＰＵによるソフトウエア処理）によって構成され
る。
【００２０】図３は上記能動的消音装置のシステム同定
処理の基本的動作に付け加える、収束係数設定動作の特
徴的処理を説明するためのフローチャートである。この
フローチャートに基づいて、システム同定をしようとす
る電気音響系の所定位置にアンチノイズスピーカ、一次
騒音マイク、残留騒音マイクをそれぞれ所定位置に配置
した状態で、一次騒音マイクに関するシステム同定処理
を行う場合を例に取り説明する。
処理の基本的動作に付け加える、収束係数設定動作の特
徴的処理を説明するためのフローチャートである。この
フローチャートに基づいて、システム同定をしようとす
る電気音響系の所定位置にアンチノイズスピーカ、一次
騒音マイク、残留騒音マイクをそれぞれ所定位置に配置
した状態で、一次騒音マイクに関するシステム同定処理
を行う場合を例に取り説明する。
【００２１】ステップＳＰ１においてＭ系列ノイズ発生
部５からＭ系列ノイズ信号を発生させ、アンチノイズス
ピーカ３３からノイズ音を発生させるとともに、デジタ
ルフィルタ部７およびＬＭＳアルゴリズム部６にＭ系列
ノイズ信号を入力する。次いで、ステップＳＰ２におい
て一次騒音マイク３１からの参照信号を入力し、Ａ／Ｄ
変換を行い、ステップＳＰ３においてＬＭＳアルゴリズ
ムに基づいて、デジタルフィルタ部７のフィルタ係数を
計算する。
部５からＭ系列ノイズ信号を発生させ、アンチノイズス
ピーカ３３からノイズ音を発生させるとともに、デジタ
ルフィルタ部７およびＬＭＳアルゴリズム部６にＭ系列
ノイズ信号を入力する。次いで、ステップＳＰ２におい
て一次騒音マイク３１からの参照信号を入力し、Ａ／Ｄ
変換を行い、ステップＳＰ３においてＬＭＳアルゴリズ
ムに基づいて、デジタルフィルタ部７のフィルタ係数を
計算する。
【００２２】次いで、ステップＳＰ４において収束係数
制御部１７のタイミングに基づいて加算部１１がフィル
タ係数の総和［ΣＷ’（ｎ）］を算出し、ステップＳＰ
５において差算出部１３が、前回のループにおいて算出
され、既に保持部１３に格納されているフィルタ係数の
総和［ΣＷ（ｎ）］との差γ［γ＝ΣＷ’（ｎ）−ΣＷ
（ｎ）］を算出する。
制御部１７のタイミングに基づいて加算部１１がフィル
タ係数の総和［ΣＷ’（ｎ）］を算出し、ステップＳＰ
５において差算出部１３が、前回のループにおいて算出
され、既に保持部１３に格納されているフィルタ係数の
総和［ΣＷ（ｎ）］との差γ［γ＝ΣＷ’（ｎ）−ΣＷ
（ｎ）］を算出する。
【００２３】次いで、ステップＳＰ６において決定部１
６が基準値と差γとを比較することにより評価を行い、
ステップＳＰ７において収束係数の切換えが必要である
か否かを判別し、収束係数の切換えが必要でないと判別
された場合は収束係数記憶部１４に記憶されている前回
のループで使用した収束係数をそのまま使用してステッ
プＳＰ１に戻る。一方、ステップＳＰ７において収束係
数の切換えが必要であると判別された場合は、ステップ
ＳＰ８において収束係数記憶部１４に記憶されている切
換用の収束係数を前記評価に基づいて選択することによ
り、前回のループと収束係数を切換えてステップＳＰ１
に戻り、一連の処理を続行する。
６が基準値と差γとを比較することにより評価を行い、
ステップＳＰ７において収束係数の切換えが必要である
か否かを判別し、収束係数の切換えが必要でないと判別
された場合は収束係数記憶部１４に記憶されている前回
のループで使用した収束係数をそのまま使用してステッ
プＳＰ１に戻る。一方、ステップＳＰ７において収束係
数の切換えが必要であると判別された場合は、ステップ
ＳＰ８において収束係数記憶部１４に記憶されている切
換用の収束係数を前記評価に基づいて選択することによ
り、前回のループと収束係数を切換えてステップＳＰ１
に戻り、一連の処理を続行する。
【００２４】図４，図５に基づいてさらに説明する。図
４はデジタルフィルタの各タップにおけるウェイト値を
示す図であり、横軸にデジタルフィルタのタップ数、縦
軸にデジタルフィルタのウェイト値を取ってある。ある
時点での各タップにおけるウェイト値が図４のようにな
っていたとすると、適応制御の最初の段階では各タップ
のウェイト値は大きくばらつく（振れ幅Ｄで示す）が、
適応制御の最終の段階では各タップのウェイト値はほと
んど変化しない状態（振れ幅ｄで示す）になる。
４はデジタルフィルタの各タップにおけるウェイト値を
示す図であり、横軸にデジタルフィルタのタップ数、縦
軸にデジタルフィルタのウェイト値を取ってある。ある
時点での各タップにおけるウェイト値が図４のようにな
っていたとすると、適応制御の最初の段階では各タップ
のウェイト値は大きくばらつく（振れ幅Ｄで示す）が、
適応制御の最終の段階では各タップのウェイト値はほと
んど変化しない状態（振れ幅ｄで示す）になる。
【００２５】この収束状態では図５に示すようにデジタ
ルフィルタのフィルタ係数の総和ΣＷ（ｎ）はある一定
値ｐになる。したがって、ある時点におけるデジタルフ
ィルタのフィルタ係数の総和ΣＷ（ｎ）とある時点から
所定時間経過後のデジタルフィルタのフィルタ係数の総
和ΣＷ’（ｎ）の差γを取り、その大きさを調べること
により現在の収束状態を知ることができる。よって、差
γが大きければ収束係数を大きとって更新する量を大き
くして収束を早め、差γが所定範囲であれば収束係数を
小さくとって最適値を探索すれば、ＬＭＳアルゴリズム
において収束に時間がかかる問題を解決することができ
る。
ルフィルタのフィルタ係数の総和ΣＷ（ｎ）はある一定
値ｐになる。したがって、ある時点におけるデジタルフ
ィルタのフィルタ係数の総和ΣＷ（ｎ）とある時点から
所定時間経過後のデジタルフィルタのフィルタ係数の総
和ΣＷ’（ｎ）の差γを取り、その大きさを調べること
により現在の収束状態を知ることができる。よって、差
γが大きければ収束係数を大きとって更新する量を大き
くして収束を早め、差γが所定範囲であれば収束係数を
小さくとって最適値を探索すれば、ＬＭＳアルゴリズム
において収束に時間がかかる問題を解決することができ
る。
【００２６】なお、差の算出において、積分効果を得る
ために、何回かのループのフィルタ係数の複数ループの
総和、例えば、１００回ループの総和Ｓ（ｎ）（数２に
示す）
ために、何回かのループのフィルタ係数の複数ループの
総和、例えば、１００回ループの総和Ｓ（ｎ）（数２に
示す）
【数２】 と総和Ｓ’（ｎ）との差γ’（数３に示す）
【数３】
【００２７】に基づいて収束係数を設定する方法も採用
することができる。図６はこの方法のフローチャートを
説明するための図であり、図３に示すフローチャートと
異なる点は、図３におけるステップＳＰ４〜ステップＳ
Ｐ６の処理をそれぞれ数２、数３に基づく複数ループに
おける算出処理に対応して変えた点のみである。この方
法によれば、差の集積を取るため微小な変化を検出で
き、精度を向上させることができる利点がある。
することができる。図６はこの方法のフローチャートを
説明するための図であり、図３に示すフローチャートと
異なる点は、図３におけるステップＳＰ４〜ステップＳ
Ｐ６の処理をそれぞれ数２、数３に基づく複数ループに
おける算出処理に対応して変えた点のみである。この方
法によれば、差の集積を取るため微小な変化を検出で
き、精度を向上させることができる利点がある。
【００２８】この発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよう
な実施例を説明する。 （１）前記実施例では一次騒音マイク３１を例に取り説
明したが、残留騒音マイク３２においても同様にシステ
ム同定できることは明らかである。
はなく、この発明の要旨を変更しない範囲内において種
々の設計変更を施すことが可能である。以下、そのよう
な実施例を説明する。 （１）前記実施例では一次騒音マイク３１を例に取り説
明したが、残留騒音マイク３２においても同様にシステ
ム同定できることは明らかである。
【００２９】（２）前記実施例では一次騒音マイク、残
留騒音マイクがそれぞれ１つある場合を想定して説明し
たが、一次騒音マイク、残留騒音マイクがそれぞれ複数
個ある場合でも、同様に１つのアンチノイズスピーカと
の電気音響特性を同定することができる。また、ＡＮＣ
消音装置が複数のアンチノイズスピーカを有している場
合は、アンチノイズスピーカを一つずつ駆動することに
より、順次電気音響特性を同定することができる。
留騒音マイクがそれぞれ１つある場合を想定して説明し
たが、一次騒音マイク、残留騒音マイクがそれぞれ複数
個ある場合でも、同様に１つのアンチノイズスピーカと
の電気音響特性を同定することができる。また、ＡＮＣ
消音装置が複数のアンチノイズスピーカを有している場
合は、アンチノイズスピーカを一つずつ駆動することに
より、順次電気音響特性を同定することができる。
【００３０】（３）この発明はＡＮＣ制御においてデジ
タルフィルタのフィルタ係数を更新することによりシス
テム同定を行う装置に適用が可能であるから、時間領域
におけるＡＮＣアルゴリズムのみならず、周波数領域に
おけるＡＮＣアルゴリズムにおいても適用可能である。
タルフィルタのフィルタ係数を更新することによりシス
テム同定を行う装置に適用が可能であるから、時間領域
におけるＡＮＣアルゴリズムのみならず、周波数領域に
おけるＡＮＣアルゴリズムにおいても適用可能である。
【図１】本発明に係る能動的消音装置の一実施例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】収束係数設定部の詳細構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図３】収束係数設定動作の特徴的処理を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図４】デジタルフィルタの各タップのウェイト値の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】フィルタ係数の総和が収束するようすを示す図
である。
である。
【図６】収束係数設定動作の特徴的処理を説明するため
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図７】マフラに適用した従来の能動的消音装置の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図８】能動的消音装置のシステム同定を行う装置の一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図９】Filtered−ＸＬＭＳアルゴリズムにおける評価
関数Ｊとフィルタ係数Ｗ0，Ｗ1の関係を示す図である。
関数Ｊとフィルタ係数Ｗ0，Ｗ1の関係を示す図である。
５…Ｍ系列ノイズ発生部、７…デジタルフィルタ部、８
…減算部、１１…加算部、１２…保持部、１３…差算出
部、１４…収束係数記憶部、１５…基準値記憶部、１６
…決定部、１７…収束係数制御部、３０…ダクト、３１
…一次騒音マイク、３２…残留騒音マイク、３３…アン
チノイズスピーカ、４１…ＡＮＣ騒音制御装置、４２…
適応デジタルフィルタ、４３…ＬＭＳアルゴリズム部。
…減算部、１１…加算部、１２…保持部、１３…差算出
部、１４…収束係数記憶部、１５…基準値記憶部、１６
…決定部、１７…収束係数制御部、３０…ダクト、３１
…一次騒音マイク、３２…残留騒音マイク、３３…アン
チノイズスピーカ、４１…ＡＮＣ騒音制御装置、４２…
適応デジタルフィルタ、４３…ＬＭＳアルゴリズム部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｈ 21/00 8842−5Ｊ
Claims (2)
- 【請求項１】 能動的消音を行うとする電気音響系（３
０）の所定位置に相殺音発生手段（３３）、一次騒音検
出手段（３１）、残留騒音検出手段（３２）をそれぞれ
配置し、少なくとも残留騒音検出手段（３２）からの誤
差信号に基づいて残留騒音を最小にするように相殺音発
生手段（３３）を制御するアクティブノイズ制御手段
（４２）（４３）を備えた能動的消音装置（４１）にお
いて、 ランダムノイズ信号を発生させるランダムノイズ信号発
生手段（５）と、騒音検出手段（３１）（３２）の騒音
信号とデジタルフィルタ部（７）を介したランダムノイ
ズ信号との差を取り、誤差信号を生成する演算手段
（８）と、その誤差信号が最小値となるようにデジタル
フィルタ部（７）のフィルタ係数を更新させるアクティ
ブノイズ制御手段（６）とを備え、デジタルフィルタ部
（７）のフィルタ係数をアクティブノイズ制御により逐
次更新して、収束したデジタルフィルタの値を相殺音発
生手段（３３）と騒音検出手段（３１）（３２）との間
の電気音響特性として得るシステム同定処理も行う構成
となっており、さらにある時点のデジタルフィルタのフ
ィルタ係数の総和を算出する算出手段（１１）（１２）
（１７）と、ある時点から所定時間経過後のフィルタ係
数の総和を算出する算出手段（１１）（１２）（１７）
と、両総和の差（γ）（γ’）を算出する差算出手段
（１３）と、算出された差（γ）（γ’）に基づいてア
クティブノイズ制御における収束係数を決定する収束係
数設定手段（１４）（１５）（１６）とを有することを
特徴とする能動的消音装置。 - 【請求項２】 収束係数設定手段（１４）（１５）（１
６）が複数の基準値を有し、差（γ）（γ’）と複数の
基準値の大小比較に基づいて、複数の収束係数から最も
適切な収束係数を選択する構成となっている請求項１に
記載の能動的消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324180A JPH08179782A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 能動的消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6324180A JPH08179782A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 能動的消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179782A true JPH08179782A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18162984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6324180A Pending JPH08179782A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 能動的消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179782A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053476A1 (fr) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Fujitsu Limited | Dispositif antibruit actif |
| WO2003030147A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Takenaka Corporation | Noise reduction apparatus |
| US7492911B2 (en) | 2003-05-15 | 2009-02-17 | Takenaka Corporation | Noise reducing device |
| US9596540B2 (en) | 2012-07-02 | 2017-03-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Active noise reduction device and active noise reduction method |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6324180A patent/JPH08179782A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053476A1 (fr) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Fujitsu Limited | Dispositif antibruit actif |
| US6683960B1 (en) | 1998-04-15 | 2004-01-27 | Fujitsu Limited | Active noise control apparatus |
| WO2003030147A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-10 | Takenaka Corporation | Noise reduction apparatus |
| US7492911B2 (en) | 2003-05-15 | 2009-02-17 | Takenaka Corporation | Noise reducing device |
| US9596540B2 (en) | 2012-07-02 | 2017-03-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Active noise reduction device and active noise reduction method |
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