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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022129338
(43)【公開日】2022-09-05
(54)【発明の名称】フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法
(51)【国際特許分類】
G10K 11/178 20060101AFI20220829BHJP
H04R 3/00 20060101ALI20220829BHJP
【ＦＩ】
G10K11/178 120
H04R3/00 310
H04R3/00 320
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021073463
(22)【出願日】2021-04-23
(31)【優先権主張番号】110106484
(32)【優先日】2021-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】506255902
【氏名又は名称】中原大學
(74)【代理人】
【識別番号】100082418
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 朔生
(74)【代理人】
【識別番号】100167601
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 信之
(74)【代理人】
【識別番号】100201329
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 真二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100220917
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 忠大
(72)【発明者】
【氏名】張政元
(72)【発明者】
【氏名】郭森楙
(72)【発明者】
【氏名】黄崇睿
【テーマコード（参考）】
5D061
5D220
【Ｆターム（参考）】
5D061FF02
5D220AA02
5D220BA01
5D220BB03
(57)【要約】 （修正有）
【課題】フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を提供する。
【解決手段】方法は、２組の騒音収集システムを利用して実環境騒音に応じて、第１参照信号、目標信号及び第２参照信号を生成し、次いで第１自己適応システム同定ユニットを使用して第２参照信号と目標信号とに応じて第１適応的フィルタのシステム同定を完了させ、第２自己適応システム同定ユニットを使用して第１参照信号と目標信号とに応じて第２適応的フィルタのシステム同定を完了させる。システム同定方法を利用して第２適応的フィルタを低次のデジタル制御フィルタに変換し、低次のデジタル制御フィルタをフィードフォワード型能動騒音制御システムのデジタル信号処理チップの中に適用する。低次のデジタル制御フィルタを使用する場合、デジタル信号処理の演算量を大幅に低減し、広い帯域幅の騒音軽減能力を所持させる。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】方法は、２組の騒音収集システムを利用して実環境騒音に応じて、第１参照信号、目標信号及び第２参照信号を生成し、次いで第１自己適応システム同定ユニットを使用して第２参照信号と目標信号とに応じて第１適応的フィルタのシステム同定を完了させ、第２自己適応システム同定ユニットを使用して第１参照信号と目標信号とに応じて第２適応的フィルタのシステム同定を完了させる。システム同定方法を利用して第２適応的フィルタを低次のデジタル制御フィルタに変換し、低次のデジタル制御フィルタをフィードフォワード型能動騒音制御システムのデジタル信号処理チップの中に適用する。低次のデジタル制御フィルタを使用する場合、デジタル信号処理の演算量を大幅に低減し、広い帯域幅の騒音軽減能力を所持させる。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実環境騒音を録音または構成するステップ（１）と、
第１騒音収集システムを構築し、かつ前記第１騒音収集システムを利用して前記実環境騒音に応じて、第１参照信号及び目標信号を生成するステップ（２）と、
前記第１参照信号及び前記目標信号を、第１適応的フィルタを含む第１自己適応システム同定ユニットに入力し、かつ前記第１自己適応システム同定ユニットを運用して前記第１適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（３）と、
第２騒音収集システムを構築し、かつ前記第２騒音収集システムを利用して前記実環境騒音に応じて、第２参照信号及び前記目標信号を生成するステップ（４）と、
前記第２参照信号及び前記目標信号を、第２適応的フィルタと前記第１適応的フィルタとを含む第２自己適応システム同定ユニットに入力し、かつ前記第２自己適応システム同定ユニットを運用して前記第２適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（５）と、
システム同定ツールボックスを利用してかかるシステム同定を完了した前記第２適応的フィルタを、低次数のフィルタである制御フィルタに変換するステップ（６）と、
デジタル信号処理ユニットと、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第１アナログデジタル信号変換器と、前記第１アナログデジタル信号変換器に接続される第１マイクロホンと、前記デジタル信号処理ユニットに接続されるデジタルアナログ信号変換器と、前記デジタルアナログ信号変換器に接続される音声再生器と、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第２アナログデジタル信号変換器と、前記第２アナログデジタル信号変換器に接続される第２マイクロホンとを備えるフィードフォワード型能動騒音制御システムを構築するステップ（７）と、を含み、
前記デジタル信号処理ユニットの中に前記制御フィルタが設けられることを特徴とする、
フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
第１騒音収集システムを構築し、かつ前記第１騒音収集システムを利用して前記実環境騒音に応じて、第１参照信号及び目標信号を生成するステップ（２）と、
前記第１参照信号及び前記目標信号を、第１適応的フィルタを含む第１自己適応システム同定ユニットに入力し、かつ前記第１自己適応システム同定ユニットを運用して前記第１適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（３）と、
第２騒音収集システムを構築し、かつ前記第２騒音収集システムを利用して前記実環境騒音に応じて、第２参照信号及び前記目標信号を生成するステップ（４）と、
前記第２参照信号及び前記目標信号を、第２適応的フィルタと前記第１適応的フィルタとを含む第２自己適応システム同定ユニットに入力し、かつ前記第２自己適応システム同定ユニットを運用して前記第２適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（５）と、
システム同定ツールボックスを利用してかかるシステム同定を完了した前記第２適応的フィルタを、低次数のフィルタである制御フィルタに変換するステップ（６）と、
デジタル信号処理ユニットと、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第１アナログデジタル信号変換器と、前記第１アナログデジタル信号変換器に接続される第１マイクロホンと、前記デジタル信号処理ユニットに接続されるデジタルアナログ信号変換器と、前記デジタルアナログ信号変換器に接続される音声再生器と、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第２アナログデジタル信号変換器と、前記第２アナログデジタル信号変換器に接続される第２マイクロホンとを備えるフィードフォワード型能動騒音制御システムを構築するステップ（７）と、を含み、
前記デジタル信号処理ユニットの中に前記制御フィルタが設けられることを特徴とする、
フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項2】
前記第２騒音収集システムは、前記実環境騒音を環境騒音信号の形式で放送するための騒音源と、音声再生装置の非放音側に設置され、前記環境騒音信号を収集するための第１音声収集装置と、前記第１音声収集装置に接続され、前記環境騒音信号に対してフロントエンド増幅処理を実行するための第１フロントエンドアンプと、第２音声収集装置と、前記第２音声収集装置に接続される第２フロントエンドアンプと、前記第１フロントエンドアンプに接続され、かつ前記環境騒音信号を前記第２参照信号に変換する第１アナログデジタル変換回路と、前記第２フロントエンドアンプに接続される第２アナログデジタル変換回路とを有し、前記音声再生装置の放音側は、消音しようとする区域に面し、前記消音しようとする区域の中心位置に設置される前記第２音声収集装置は、前記消音しようとする区域における第１音声信号を収集するために用いられ、前記第２フロントエンドアンプは、前記第１音声信号に対してフロントエンド増幅処理を実行するために用いられ、前記第２アナログデジタル変換回路は、前記第１音声信号を前記目標信号に変換するために用いられることを特徴とする、請求項１に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項3】
同様に前記騒音源と、前記第２フロントエンドアンプとを有する前記第１騒音収集システムは、前記騒音源と前記音声再生装置とに接続され、前記環境騒音信号を受信するに従って、前記環境騒音信号に対して少なくとも１つの信号処理を実行した後に第２音声信号を出力し、かつ前記音声再生装置を介して前記消音しようとする区域において前記第２音声信号を再生するためのデジタル信号処理チップをさらに有することを特徴とする、請求項２に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項4】
前記第１自己適応システム同定ユニットは、前記第１参照信号を受信する前記第１適応的フィルタと、前記第１適応的フィルタ及び前記第１参照信号に接続される第１適応的演算器と、前記第１適応的演算器、前記第１適応的フィルタ及び前記目標信号に接続される第１デジタル減算器とを有し、前記第１適応的フィルタは、前記第１参照信号に応じて第１出力信号を生成し、次いで前記第１デジタル減算器は、前記第１出力信号と前記目標信号とに対して減算演算処理を実行して第１誤差信号を獲得し、前記第１適応的演算器は、前記第１参照信号と前記第１誤差信号とに基づいて、前記第１誤差信号を零に近づけるように、前記第１適応的フィルタの少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整することを特徴とする、請求項３に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項5】
前記第２自己適応システム同定ユニットは、前記第２参照信号に接続され、かつ前記第２参照信号に応じて第２出力信号を生成する前記第２適応的フィルタと、前記第２適応的フィルタに接続され、前記第２出力信号に応じて第３出力信号を生成するための１個目の前記第１適応的フィルタと、前記第２参照信号に接続され、かつ第３参照信号を生成するための２個目の前記第１適応的フィルタと、前記目標信号及び前記第３出力信号に接続される第２デジタル減算器と、前記第２適応的フィルタ、２個目の前記第１適応的フィルタ及び前記第２デジタル減算器に接続される第２適応的演算器とを有し、前記第２デジタル減算器は、前記第３出力信号と前記目標信号とに対して減算演算処理を実行して第２誤差信号を獲得することにより、前記第２適応的演算器に前記第２誤差信号を受信させ、前記第２適応的演算器は、前記第３参照信号と前記第２誤差信号とに基づいて、前記第２誤差信号を零に近づけるように、前記第２適応的フィルタの少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整することを特徴とする、請求項４に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項6】
前記システム同定ツールボックスは、Ｃプログラミング言語で記述された数学計算用ソフトウエアの中に含まれていることを特徴とする、請求項５に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項7】
前記第２適応的演算器と前記第１適応的演算器とは、いずれも演算法関数式であり、かつ前記演算法関数式は、最小二乗平均演算法、正規化最小二乗平均演算法、及びフィルタｘ最小二乗平均演算法のいずれか１つであることを特徴とする、請求項５に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項8】
前記第１適応的フィルタと前記第２適応的フィルタとは、有限インパルス応答フィルタであり、かつ前記制御フィルタは、無限インパルス応答フィルタであることを特徴とする、請求項５に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【請求項9】
前記第１自己適応システム同定ユニットは、以下に示す数学演算式（Ｉ）、（ＩＩ）、及び（ＩＩＩ）
を使用して前記第１適応的フィルタのシステム同定を完了することを特徴とする、請求項５に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【数1】
【数2】
【数3】
【請求項10】
前記第２自己適応システム同定ユニットは、以下に示す数学演算式（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩ）、及び（ＶＩＩ）
を使用して前記第２適応的フィルタのシステム同定を完了することを特徴とする、請求項９に記載のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法。
【数4】
【数5】
【数6】
【数7】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、環境騒音減衰の技術分野に係り、特に、フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
科学技術の発展・進歩と相まって、大量の工業生産、便利な交通輸送、及びハイテクの電子製品を享受できるが、その反面人々が生活している様々な環境中に騒音汚染が広がりつつある。
音声の強度は、デシベル（ｄＢ）またはＡ特性に補正したデシベル（ｄＢＡ）という単位で表されることが知られている。例を挙げて言えば、普通の会話、冷蔵庫運転音及び空調運転音の音声強度が約６０ｄＢＡであり、また洗濯機運転音、食器洗い機運転音と都市交通の音声強度が約７０～８５ｄＢＡである。一方、自動車ホーンと鉄道列車の音声強度が約１００ｄＢＡであり、また警笛と航空機離陸の音声強度が約１２０～１３０ｄＢＡである。通常、都市環境の中には、上記の騒音が溢れており、更に農村の環境中にも、無視できない多くの騒音が発生している。例えば、音声強度が約１１０ｄＢＡのリーフブロワの運転音、音声強度が約８１～１０２ｄＢＡの穀物乾燥機の運転音や音声強度が約９０～１０５ｄＢＡの肥料散布機の運転音といった騒音がある。
音声の強度は、デシベル（ｄＢ）またはＡ特性に補正したデシベル（ｄＢＡ）という単位で表されることが知られている。例を挙げて言えば、普通の会話、冷蔵庫運転音及び空調運転音の音声強度が約６０ｄＢＡであり、また洗濯機運転音、食器洗い機運転音と都市交通の音声強度が約７０～８５ｄＢＡである。一方、自動車ホーンと鉄道列車の音声強度が約１００ｄＢＡであり、また警笛と航空機離陸の音声強度が約１２０～１３０ｄＢＡである。通常、都市環境の中には、上記の騒音が溢れており、更に農村の環境中にも、無視できない多くの騒音が発生している。例えば、音声強度が約１１０ｄＢＡのリーフブロワの運転音、音声強度が約８１～１０２ｄＢＡの穀物乾燥機の運転音や音声強度が約９０～１０５ｄＢＡの肥料散布機の運転音といった騒音がある。
【0003】
前述した説明から分かるように、環境騒音を如何にして有効に低減させるかが非常に重要な議題となる。従来技術の騒音を低減させるための制御方法としては、（１）受動騒音制御、及び（２）能動騒音制御が含まれる。現在、デジタル信号処理器（ＤＳＰ）の演算速度の飛躍的な向上、及び適応的信号処理演算法の成熟した発展によって、能動騒音制御（ＡＮＣ）技術において広範な応用が得られるように促している。例えば、Ｈｙｕｎｄａｉ社は、ＡＮＣ技術を自動車エンジンの騒音を低減させるために運用し、かつＮｏｃｔｕａ社は、ＡＮＣ技術を放熱ファンの騒音を低減させるために運用している。
【0004】
図１は、従来技術の能動騒音制御システムを示す構成図である。図１に示すように、従来の能動騒音制御システム１’は、通常、参照マイクロホン１ＲＭ’と、 デジタル信号処理チップ１ＤＰ’と、再構成フィルタ１１’と、パワー増幅ユニット１２’と、スピーカー１ＬＳ’と、２つのプリアンプユニット１３’と、２つのアンチエイリアスフィルタ１４’と、誤差マイクロホン１ＥＭ’とを備える。
その内、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’内に自己適応フィルタ及びかかる自己適応フィルタを更新するための適応的演算器が設けられる。このように設置すれば、前記参照マイクロホン１ＲＭ’は、騒音信号を収集し、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’は、前記参照マイクロホン１ＲＭ’からの参照信号を受信するに従って、前記参照信号に基づいて出力信号を生成することにより、前記スピーカー１ＬＳ’から、前記出力信号に基づいて消音しようとする区域に向けて反騒音信号を再生させる。補助説明すべきことは、前記誤差マイクロホン１ＥＭ’は、前記消音しようとする区域内の残り騒音信号を収集するために用いられ、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’は、前記誤差マイクロホン１ＥＭ’からの誤差信号を受信する点である。次に、前記適応的演算器は、前記誤差信号と前記出力信号とに基づいて演算を実行し、その後、演算結果に基づいて前記自己適応フィルタを更新する。
その内、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’内に自己適応フィルタ及びかかる自己適応フィルタを更新するための適応的演算器が設けられる。このように設置すれば、前記参照マイクロホン１ＲＭ’は、騒音信号を収集し、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’は、前記参照マイクロホン１ＲＭ’からの参照信号を受信するに従って、前記参照信号に基づいて出力信号を生成することにより、前記スピーカー１ＬＳ’から、前記出力信号に基づいて消音しようとする区域に向けて反騒音信号を再生させる。補助説明すべきことは、前記誤差マイクロホン１ＥＭ’は、前記消音しようとする区域内の残り騒音信号を収集するために用いられ、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’は、前記誤差マイクロホン１ＥＭ’からの誤差信号を受信する点である。次に、前記適応的演算器は、前記誤差信号と前記出力信号とに基づいて演算を実行し、その後、演算結果に基づいて前記自己適応フィルタを更新する。
【0005】
然し残念ながら、この能動騒音制御システム１’の実際の応用においては、電子遅延と音響遅延との間の因果関係を満足させるには、これら両者を同時に考慮しなければならない。更に、参照マイクロホン１ＲＭ’に対して反騒音信号により生じる音響帰還、及び参照マイクロホン１ＲＭ’と誤差マイクロホン１ＥＭ’との間の相関性を考慮することも必要である。
【0006】
より詳細に説明すると、一次経路（Ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｔｈ）は、前記参照マイクロホン１ＲＭ’から始まり、かつ前記誤差マイクロホン１ＥＭ’で終端する。一方、二次経路は、前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）から始まり、次いで再構成フィルタ１１’、パワー増幅ユニット１２’、スピーカー１ＬＳ’、誤差マイクロホン１ＥＭ’、プリアンプユニット１３’、アンチエイリアスフィルタ１４’及び前記デジタル信号処理チップ１ＤＰ’のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）などを順次経由することにより、前記適応的演算器の演算量が膨大になるにつれて、計算の収束が遅くなりすぎるにつながると同時に、更新が必要な自己適応フィルタのオーダーが高くなりすぎる結果を招くこととなる。しかしながら、一次経路の音響遅延と二次経路の電子遅延を考慮した場合、適応的演算器の演算量をあまり高くできないので、電子遅延を過大にすることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
前述した説明から分かるように、従来技術の能動騒音制御システム１’には、未だ改善すべき欠点がある。これに鑑み、本願の発明者は、極力研究発明した結果、遂に本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を研究開発して完成させた。
【0008】
本発明の主な目的は、フィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を提供することである。その方法としては、特に２組の騒音収集システムを利用して実環境騒音に応じて、第１参照信号、目標信号及び第２参照信号を生成し、次いで第１自己適応システム同定ユニットを使用して前記第１参照信号と前記目標信号とに応じて第１適応的フィルタのシステム同定を完了させ、なお、次に第２自己適応システム同定ユニットを使用して前記第２参照信号と前記目標信号とに応じて第２適応的フィルタのシステム同定を完了させる。最終的に、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタを低次のデジタル制御フィルタに変換し、次いで前記低次のデジタル制御フィルタをフィードフォワード型能動騒音制御システムのデジタル信号処理チップの中に適用する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明が提供するかかるフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の一実施例は、実環境騒音を録音または構成するステップ（１）と、第１騒音収集システムを構築し、かつ前記第１騒音収集システムを利用して実環境騒音に応じて、第１参照信号及びかかる目標信号を生成するステップ（２）と、前記第１参照信号及びかかる目標信号を、第１適応的フィルタを含む第１自己適応システム同定ユニットに入力し、前記第１自己適応システム同定ユニットを運用してかかる第１適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（３）と、第２騒音収集システムを構築し、かつ前記第２騒音収集システムを利用してかかる実環境騒音に応じて、第２参照信号及びかかる目標信号を生成するステップ（４）と、前記第２参照信号及びかかる目標信号を、第２適応的フィルタとかかる第１適応的フィルタとを含む第２自己適応システム同定ユニットに入力し、前記第２自己適応システム同定ユニットを運用してかかる第２適応的フィルタのシステム同定を完了させるステップ（５）と、システム同定方法を利用してかかるシステム同定を完了した前記第２適応的フィルタを、低次数のフィルタである制御フィルタに変換するステップ（６）と、デジタル信号処理ユニットと、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第１アナログデジタル信号変換器と、前記第１アナログデジタル信号変換器に接続される第１マイクロホンと、前記デジタル信号処理ユニットに接続されるデジタルアナログ信号変換器と、前記デジタルアナログ信号変換器に接続される音声再生器と、前記デジタル信号処理ユニットに接続される第２アナログデジタル信号変換器と、前記第２アナログデジタル信号変換器に接続される第２マイクロホンとを備えるフィードフォワード型能動騒音制御システムを構築するステップ（７）とを含み、かつ前記デジタル信号処理ユニットの中にかかる制御フィルタが設けられる。
【0010】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記第２騒音収集システムは、かかる実環境騒音を環境騒音信号の形式で放送するための騒音源と、音声再生装置の非放音側に設置され、かかる環境騒音信号を収集するための第１音声収集装置と、前記第１音声収集装置に接続され、かかる環境騒音信号に対してフロントエンド増幅処理を実行するための第１フロントエンドアンプと、第２音声収集装置と、前記第２音声収集装置に接続される第２フロントエンドアンプと、前記第１フロントエンドアンプに接続され、かつ前記環境騒音信号をかかる第２参照信号に変換する第１アナログデジタル変換回路と、前記第２フロントエンドアンプに接続される第２アナログデジタル変換回路とを有し、その内、前記音声再生装置の放音側は、消音しようとする区域に面し、前記消音しようとする区域の中心位置に設置される第２音声収集装置は、前記消音しようとする区域における第１音声信号を収集するために用いられ、第２フロントエンドアンプは、前記第１音声信号に対してフロントエンド増幅処理を実行するために用いられ、第２アナログデジタル変換回路は、前記第１音声信号をかかる目標信号に変換するために用いられる。
【0011】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記第１騒音収集システムは、同様にかかる騒音源と、かかる第２フロントエンドアンプとを有し、かつ前記騒音源と前記音声再生装置とに接続され、かかる環境騒音信号を受信するに従って、前記環境騒音信号に対して少なくとも１つの信号処理を実行した後に第２音声信号を出力し、かつ前記音声再生装置を介してかかる消音しようとする区域においてかかる第２音声信号を再生するためのデジタル信号処理チップをさらに有する。
【0012】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記第１自己適応システム同定ユニットは、かかる第１参照信号を受信するかかる第１適応的フィルタと、かかる第１適応的フィルタ及びかかる第１参照信号に接続される第１適応的演算器と、前記第１適応的演算器、前記第１適応的フィルタ及びかかる目標信号に接続される第１デジタル減算器とを有し、その内、前記第１適応的フィルタは、前記第１参照信号に応じて第１出力信号を生成し、次いで前記第１デジタル減算器は、前記第１出力信号とかかる目標信号とに対して減算演算処理を実行して第１誤差信号を獲得し、その内、前記第１適応的演算器は、前記第１参照信号と前記第１誤差信号とに基づいて、前記第１誤差信号を零に近づけるように、前記第１適応的フィルタの少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整する。
【0013】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記第２自己適応システム同定ユニットは、かかる第２参照信号に接続され、かつかかる第２参照信号に応じてかかる第２出力信号を生成するかかる第２適応的フィルタと、前記第２適応的フィルタに接続され、かかる第２出力信号に応じてかかる第３出力信号を生成するための１個目のかかる第１適応的フィルタと、かかる目標信号及びかかる第３出力信号に接続される第２デジタル減算器と、かかる第２参照信号に接続され、かつ第３参照信号を生成するための２個目のかかる第１適応的フィルタと、かかる第２適応的フィルタ、２個目のかかる第１適応的フィルタ及び前記第２デジタル減算器に接続される第２適応的演算器とを有し、その内、前記第２デジタル減算器は、前記第３出力信号とかかる目標信号とに対して減算演算処理を実行して第２誤差信号を獲得することにより、前記第２適応的演算器にかかる第２誤差信号を受信させ、その内、前記第２適応的演算器は、前記第３参照信号と前記第２誤差信号とに基づいて、前記第２誤差信号を零に近づけるように、前記第２適応的フィルタの少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整する。
【0014】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記システム同定ツールボックスは、数学計算用ソフトウエアの中に含まれており、かつ前記数学計算用ソフトウエアは、Ｃプログラミング言語で記述されたものである。
【0015】
前述した本発明のフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法の実施例において、前記第１適応的フィルタと第２適応的フィルタとは、有限インパルス応答フィルタ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｆｉｌｔｅｒ，ＦＩＲ ｆｉｌｔｅｒ）であってもよく、また前記制御フィルタは、無限インパルス応答フィルタ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｆｉｌｔｅｒ，ＩＩＲ ｆｉｌｔｅｒ）であってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、特に、低次のデジタル制御フィルタを使用する場合、デジタル信号処理チップのデジタル信号処理の演算量を大幅に低減することができるのみならず、同時にこのフィードフォワード型能動騒音制御システムにより広い帯域幅の騒音軽減能力を所持させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】従来技術の能動騒音制御システムを示す構成図である。
【図2】本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を運用して構築したフィードフォワード型能動騒音制御システムを示すブロック構成図である。
【図3A】本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を示すフローチャートである。
【図3B】本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を示すフローチャートである。
【図4】第１騒音収集システムを示すブロック構成図である。
【図5】第２騒音収集システムを示すブロック構成図である。
【図6】フィードフォワード型ＡＮＣ演算関数式を示すブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明が提出したフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法をより明瞭に記述するために、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例を以下に詳述する。
【0019】
本発明が提出したフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法は、特に２組の騒音収集システムを利用して実環境騒音に応じて、第１参照信号、目標信号及び第２参照信号を生成し、次いで第１自己適応システム同定ユニットを使用して前記第２参照信号と前記目標信号とに応じて
のシステム同定を完了させ、なお、次に第２自己適応システム同定ユニットを使用して前記第１参照信号と前記目標信号とに応じて第２適応的フィルタＷ’（ｚ）のシステム同定を完了させる。
最終的に、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）に変換し、次いで前記低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）をフィードフォワード型能動騒音制御システムのデジタル信号処理チップの中に適用する。低次のデジタル制御フィルタを使用する場合、デジタル信号処理チップのデジタル信号処理の演算量を大幅に低減することができるのみならず、同時にこのフィードフォワード型能動騒音制御システムにより広い帯域幅の騒音軽減能力を所持させることもできる。
最終的に、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）に変換し、次いで前記低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）をフィードフォワード型能動騒音制御システムのデジタル信号処理チップの中に適用する。低次のデジタル制御フィルタを使用する場合、デジタル信号処理チップのデジタル信号処理の演算量を大幅に低減することができるのみならず、同時にこのフィードフォワード型能動騒音制御システムにより広い帯域幅の騒音軽減能力を所持させることもできる。
【0020】
図２は、本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を運用して構築したフィードフォワード型能動騒音制御システムを示すブロック構成図である。
図２に示すように、前記フィードフォワード型能動騒音制御システム１は、基本的にデジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニット１０と、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続される第１アナログデジタル信号変換器１１と、前記第１アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１１に接続される第１マイクロホンＭ１と、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続されるデジタルアナログ信号変換器（ＤＡＣ）１２と、前記デジタルアナログ信号変換器１２に接続される音声再生器ＬＳと、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続される第２アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１３と、前記第２アナログデジタル信号変換器１３に接続される第２マイクロホンＭ２とを備え、かつ前記デジタル信号処理ユニット１０の中にかかる制御フィルタＷ（ｚ）が設けられる。
図２に示すように、前記フィードフォワード型能動騒音制御システム１は、基本的にデジタル信号処理（ＤＳＰ）ユニット１０と、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続される第１アナログデジタル信号変換器１１と、前記第１アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１１に接続される第１マイクロホンＭ１と、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続されるデジタルアナログ信号変換器（ＤＡＣ）１２と、前記デジタルアナログ信号変換器１２に接続される音声再生器ＬＳと、前記デジタル信号処理ユニット１０に接続される第２アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１３と、前記第２アナログデジタル信号変換器１３に接続される第２マイクロホンＭ２とを備え、かつ前記デジタル信号処理ユニット１０の中にかかる制御フィルタＷ（ｚ）が設けられる。
【0021】
能動騒音制御（ＡＮＣ）システムの設計と製造に長年にわたり携わっている電子エンジニアならば、従来の能動騒音制御（ＡＮＣ）システムは、誤差マイクロホンを中心として消音区間が建設されることが分かるはずである。ＡＮＣシステムが整合されているイヤホン製品にとって、その最理想の騒音軽減効果は、使用者の内耳中にかかる消音区間を形成させることであると容易に推知される。しかしながら、実務上、使用者の内耳に参照マイクロホンを設置することが完全に不可能である。前述した理由に基づいて、本発明が提出したフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法は、特に仮想センシング技術を運用して消音区間を誤差マイクロホンの中心から人耳内に転移するものである。
【0022】
説明に値するのは、図２に図示されている前記デジタル信号処理ユニット１０の中に制御フィルタＷ（ｚ）が設けられ、かつ下文において如何にしてかかる制御フィルタＷ（ｚ）を獲得するかを詳細に紹介する点である。一方、通常の状況下では、前記第１アナログデジタル信号変換器１１は、第１フロントエンド増幅ユニット１１１と、第１アンチエイリアスフィルタユニット１１２と、第１アナログデジタル変換ユニット１１３とを含んでもよく、かつ前記第２アナログデジタル信号変換器１３は、第２フロントエンド増幅ユニット１３１と、第２アンチエイリアスフィルタユニット１３２と、第２アナログデジタル変換ユニット１３３とを含んでもよい。一方、前記デジタルアナログ信号変換器１２は、デジタルアナログ変換ユニット１２１と、再構成フィルタユニット１２２と、パワー増幅ユニット１２３とを含む。
【0023】
図３Ａと図３Ｂは、本発明に係るフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を示すフローチャートである。
図３Ａと図３Ｂに示すように、本発明の設計方法は、まずステップＳ１を実行する。ステップＳ１では、実環境騒音を録音または構成する。
図３Ａと図３Ｂに示すように、本発明の設計方法は、まずステップＳ１を実行する。ステップＳ１では、実環境騒音を録音または構成する。
【0024】
継続的に、その方法手順は、ステップＳ２を実行する。ステップＳ２では、第１騒音収集システムＮＣ２を構築し、かつ前記第１騒音収集システムＮＣ２を利用してかかる実環境騒音に応じて、第１参照信号ｘＳ（ｎ）とかかる目標信号ｄ（ｎ）を生成する。
図４は、第１騒音収集システムを示すブロック構成図である。特に説明すべきことは、第１騒音収集システムＮＣ２を構築する目的は、二次経路Ｓ（ｚ）の第１参照信号ｘＳ（ｎ）と目標信号ｄ（ｎ）とを取得するためである点である。
図４に示すように、前記第１騒音収集システムＮＣ２は、騒音源２と、第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）と、第２フロントエンドアンプＰＡ２とを有する。なおかつ、前記第１騒音収集システムＮＣ２は、デジタル信号処理チップＤＣｐをさらに有し、それが騒音源２と音声再生装置ＡＢとに接続され、かかる環境騒音信号を受信するに従って、前記環境騒音信号に対して少なくとも１つの信号処理を実行した後に第２音声信号を出力し、かつ前記音声再生装置ＡＢを介してかかる消音しようとする区域においてかかる第２音声信号を再生するために用いられる。
図４は、第１騒音収集システムを示すブロック構成図である。特に説明すべきことは、第１騒音収集システムＮＣ２を構築する目的は、二次経路Ｓ（ｚ）の第１参照信号ｘＳ（ｎ）と目標信号ｄ（ｎ）とを取得するためである点である。
図４に示すように、前記第１騒音収集システムＮＣ２は、騒音源２と、第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）と、第２フロントエンドアンプＰＡ２とを有する。なおかつ、前記第１騒音収集システムＮＣ２は、デジタル信号処理チップＤＣｐをさらに有し、それが騒音源２と音声再生装置ＡＢとに接続され、かかる環境騒音信号を受信するに従って、前記環境騒音信号に対して少なくとも１つの信号処理を実行した後に第２音声信号を出力し、かつ前記音声再生装置ＡＢを介してかかる消音しようとする区域においてかかる第２音声信号を再生するために用いられる。
【0025】
補助説明すべきことは、前記デジタル信号処理チップＤＣｐの内部には、前記騒音源２と接続するためのアナログデジタル変換器と、前記アナログデジタル変換器に接続されるデジタル信号処理器と、デジタル信号処理器に接続されるデジタルアナログ変換器とが設けられ、かつ前記デジタルアナログ変換器は、同時に前記音声再生装置ＡＢに接続される点である。簡単に言えば、前記デジタル信号処理チップＤＣｐは、前記環境騒音信号に応じてかかる第２音声信号を生成するに従って、前記音声再生装置ＡＢを介してかかる消音しようとする区域においてかかる第２音声信号を再生する。より詳細に説明すると、第１アナログデジタル変換回路ＡＤ１は、前記環境騒音信号を第１参照信号ｘＳ（ｎ）に変換する。なおかつ、第２アナログデジタル変換回路ＡＤ２は、かかる第１音声信号をかかる目標信号ｄ（ｎ）に変換する。
【0026】
次の方法手順に従ってステップＳ３を実行する。ステップＳ３では、前記第１参照信号ｘＳ（ｎ）及びかかる目標信号ｄ（ｎ）を、
を含む第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１（図４を参照）に入力し、かつ前記第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１を運用してかかる
のシステム同定を完了させる。
より詳細に説明すると、図４に示すように、前記第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１は、かかる
と、第１適応的演算器ＡＬｃ１と、第１デジタル減算器Ａ１とを有する。
図４から分かるように、前記
は、前記第１アナログデジタル変換回路ＡＤ１に接続され、前記第１適応的演算器ＡＬｃ１は、かかる
及び前記第１アナログデジタル変換回路ＡＤ１に接続され、かつ前記第１デジタル減算器Ａ１は、前記第２アナログデジタル変換回路ＡＤ２、前記第１適応的演算器ＡＬｃ１及び前記
に接続される。
より詳細に説明すると、図４に示すように、前記第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１は、かかる
図４から分かるように、前記
【0027】
上記説明に続いて、前記
は、前記第１参照信号ｘＳ（ｎ）に応じて第１出力信号ｙＳ（ｎ）を生成し、次いで前記第１デジタル減算器Ａ１は、前記第１出力信号ｙＳ（ｎ）とかかる目標信号ｄ（ｎ）とに対して減算演算処理を実行して第１誤差信号ｅＳ（ｎ）を獲得する。最終的に、前記第１適応的演算器ＡＬｃ１は、前記第１参照信号ｘＳ（ｎ）と前記第１誤差信号ｅＳ（ｎ）とに基づいて、前記第１誤差信号ｅＳ（ｎ）を零に近づけるように、前記
の少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整する。ＡＮＣシステムを熟知する電子エンジニアであれば、前記第１適応的演算器ＡＬｃ１は演算法関数式であり、かつかかる演算法関数式は、最小二乗平均演算法（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ，ＬＭＳ）であってもよいことが分かるはずである。勿論、能動騒音制御システムの設計と製作に長年にわたり携わっている電子エンジニアならば、そのニーズに応じてかかる演算法関数式を例えば、正規化最小二乗平均演算法（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ，ＮＬＭＳ）やその他の適切な演算法などのような他の式に取り替えてもよい。一方、前記
は、有限インパルス応答フィルタであってもよく、あるいは無限インパルス応答フィルタであってもよい。
【0028】
例を挙げて言えば、ＬＭＳ演算法関数式をかかる第１適応的演算器ＡＬｃ１とすれば、前記第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１は、以下に示す数学演算式（１）、（２）と（３）を使用してかかる
のシステム同定を完了する。
【0029】
【数1】
【0030】
【数2】
【0031】
【数3】
【0032】
上記式（１）、（２）と（３）において、ｙＳ（ｎ）はかかる第１出力信号を表し、ｄ（ｎ）はかかる目標信号を表し、ｘＳ（ｎ）はかかる第１参照信号を表し、ｅｓ（ｎ）はかかる第１誤差信号を表し、
μはステップサイズ（Ｓｔｅｐ ｓｉｚｅ）であり、かつｌはフィルタ長である。理解され得るように、前記第１適応的演算器ＡＬｃ１には、前記
に関するフィルタパラメータを自己適応的に調整するによって、前記第１誤差信号ｅｓ（ｎ）を零に近づけるようにした後、
のシステム同定を完了し、二次経路Ｓ（ｚ）の推定伝達関数
を獲得する。
【0033】
次の方法手順に従ってステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、第２騒音収集システムＮＣ１を構築し、かつ前記第２騒音収集システムＮＣ１を利用してかかる実環境騒音に応じて、第２参照信号ｘ（ｎ）及びかかる目標信号ｄ（ｎ）を生成する。
図５は、第２騒音収集システムを示すブロック構成図である。特に説明すべきことは、第２騒音収集システムＮＣ１を構築する目的は、一次経路の音響遅延の伝達関数Ｐ（ｚ）の第２参照信号ｘ（ｎ）と目標信号ｄ（ｎ）とを取得するためである。
図５に示すように、前記第２騒音収集システムＮＣ１は、騒音源２と、第１音声収集装置ＡＣ１と、第１フロントエンドアンプＰＡ１と、第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）と、第２フロントエンドアンプＰＡ２とを有する。
図５は、第２騒音収集システムを示すブロック構成図である。特に説明すべきことは、第２騒音収集システムＮＣ１を構築する目的は、一次経路の音響遅延の伝達関数Ｐ（ｚ）の第２参照信号ｘ（ｎ）と目標信号ｄ（ｎ）とを取得するためである。
図５に示すように、前記第２騒音収集システムＮＣ１は、騒音源２と、第１音声収集装置ＡＣ１と、第１フロントエンドアンプＰＡ１と、第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）と、第２フロントエンドアンプＰＡ２とを有する。
【0034】
より詳細に説明すると、前記騒音源２は、前述の実環境騒音を環境騒音信号の形式で放送するために用いられる。前記第１音声収集装置ＡＣ１は、図２に示すようなフィードフォワード型能動騒音制御システム１に備えられる第１マイクロホンＭ１として見なすことができ、音声再生装置ＡＢの非放音側に設置され、かかる環境騒音信号を収集するために用いられる。なおかつ、前記音声再生装置ＡＢの放音側は、消音しようとする区域（すなわち、人形３の右耳）に面する。一方、前記第１フロントエンドアンプＰＡ１は、前記第１音声収集装置ＡＣ１に接続され、前記環境騒音信号に対してフロントエンド増幅処理を実行した後、フロントエンド増幅処理を実行した環境騒音信号を第１アナログデジタル変換回路ＡＤ１に伝送するために用いられる。
更に、前記第２音声収集装置は、図２に示すような第２マイクロホンＭ２（すなわち、人形３の右耳エミュレータ）として見なすことができるので、前記第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）は、かかる消音しようとする区域の中心位置に設置されると見なすことができる。そのうえ、前記第２フロントエンドアンプＰＡ２は、前記第２音声収集装置に接続され、前記第１音声信号に対してフロントエンド増幅処理を実行した後、フロントエンド増幅処理を実行した第１音声信号を第２アナログデジタル変換回路ＡＤ２に伝送するために用いられる。
更に、前記第２音声収集装置は、図２に示すような第２マイクロホンＭ２（すなわち、人形３の右耳エミュレータ）として見なすことができるので、前記第２音声収集装置（第２マイクロホンＭ２）は、かかる消音しようとする区域の中心位置に設置されると見なすことができる。そのうえ、前記第２フロントエンドアンプＰＡ２は、前記第２音声収集装置に接続され、前記第１音声信号に対してフロントエンド増幅処理を実行した後、フロントエンド増幅処理を実行した第１音声信号を第２アナログデジタル変換回路ＡＤ２に伝送するために用いられる。
【0035】
上記説明に続いて、前記第１アナログデジタル変換回路ＡＤ１は、前記第１フロントエンドアンプＰＡ１に接続され、かつサンプリングレートに従って前記環境騒音信号をかかる第２参照信号ｘ（ｎ）に変換する。一方、前記第２アナログデジタル変換回路ＡＤ２は、前記第２フロントエンドアンプＰＡ２に接続され、かつかかるサンプリングレートに従って前記第１音声信号をかかる目標信号ｄ（ｎ）に変換する。
【0036】
次の方法手順に従ってステップＳ５を実行する。ステップＳ５では、前記第２参照信号ｘ（ｎ）及びかかる目標信号ｄ（ｎ）を、第２適応的フィルタＷ’（ｚ）とかかる
とを含む第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２に入力し、かつ前記第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２を運用してかかる第２適応的フィルタＷ’（ｚ）のシステム同定を完了させる。
図５に示すように、かかる第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２は、かかる第２適応的フィルタＷ’（ｚ）と、２個のかかる
と、第２デジタル減算器Ａ２と、第２適応的演算器ＡＬｃ２とを有する。その内、前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）は、かかる第２参照信号ｘ（ｎ）に接続され、かつかかる第２参照信号ｘ（ｎ）に応じてかかる第２出力信号ｙ（ｎ）を生成する。更に、前記１個目のかかる
は、前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）に接続され、かかる第２出力信号ｙ（ｎ）に応じてかかる第３出力信号ｙ’（ｎ）を生成するために用いられる。
図５に示すように、かかる第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２は、かかる第２適応的フィルタＷ’（ｚ）と、２個のかかる
【0037】
上記説明に続いて、前記第２デジタル減算器Ａ２は、かかる目標信号ｄ（ｎ）及びかかる第３出力信号ｙ’（ｎ）に接続され、かつ２個目のかかる
は、かかる第２参照信号ｘ（ｎ）に接続され、かつ第３参照信号ｘ’（ｎ）を生成する。一方、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２は、かかる第２適応的フィルタＷ’（ｚ）、２個目のかかる
及び前記第２デジタル減算器Ａ２に接続される。
本発明の設計によれば、前記第２デジタル減算器Ａ２は、前記第３出力信号ｙ’（ｎ）とかかる目標信号ｄ（ｎ）とに対して減算演算処理を実行して第２誤差信号ｅ（ｎ）を獲得することにより、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２にかかる第２誤差信号ｅ（ｎ）を受信させる。なおかつ、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２は、前記第３参照信号ｘ’（ｎ）と前記第２誤差信号ｅ（ｎ）とに基づいて、前記第２誤差信号ｅ（ｎ）を零に近づけるように、前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）の少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整する。
本発明の設計によれば、前記第２デジタル減算器Ａ２は、前記第３出力信号ｙ’（ｎ）とかかる目標信号ｄ（ｎ）とに対して減算演算処理を実行して第２誤差信号ｅ（ｎ）を獲得することにより、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２にかかる第２誤差信号ｅ（ｎ）を受信させる。なおかつ、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２は、前記第３参照信号ｘ’（ｎ）と前記第２誤差信号ｅ（ｎ）とに基づいて、前記第２誤差信号ｅ（ｎ）を零に近づけるように、前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）の少なくとも１つのフィルタパラメータを自己適応的に調整する。
【0038】
ＡＮＣシステムを熟知する電子エンジニアであれば、前記第２適応的演算器ＡＬｃ２は演算法関数式であり、かつかかる演算法関数式は、フィルタｘ最小二乗平均演算法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ－ｘ ＬＭＳ）、正規化フィルタｘ最小二乗平均演算法、またはその他の相關演算法であってもよいことが分かるはずである。更に、前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）は、有限インパルス応答フィルタであってもよく、あるいは無限インパルス応答フィルタであってもよい。例を挙げて言えば、ＬＭＳ演算法関数式をかかる第２適応的演算器ＡＬｃ２とすれば、前記第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２は、以下に示す数学演算式（４）、（５）、（６）と（７）を使用してかかる第２適応的フィルタＷ’（ｚ）のシステム同定を完了する。
【0039】
【数4】
【0040】
【数5】
【0041】
【数6】
【0042】
【数7】
【0043】
【0044】
次の方法ステップに従ってステップＳ６を実行する。ステップＳ６では、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を、制御フィルタＷ（ｚ）に変換し、その内、前記制御フィルタＷ（ｚ）は低次数のフィルタである。実施可能な実施例において、かかる前記システム同定方法は、数学計算用ソフトウエアに含まれており、例えば、Ｃプログラミング言語で記述されたものに含まれている。勿論、ＡＮＣシステムの設計と製作に長年にわたり携わっている電子エンジニアならば、そのニーズに応じて、例えば、Ａｓｓｅｍｂｌｙなどのその他の数学計算用ソフトウエアを選択使用してかかるシステム同定を完了することができる。一実施例において、かかる低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）は、カスケード接続された複数個の２次のＩＩＲフィルタからなり、１個のＩＩＲフィルタの数式は、下記式（８）で表される。
【0045】
【数8】
【0046】
上記式（８）において、ｙ（ｎ）はかかる第２出力信号を表し、またｂ０、ｂ１、ｂ２、ａ１及びａ２はいずれもフィルタ係数である。このため、本発明の設計方法では、２組の騒音収集システム（ＮＣ１，ＮＣ２）を利用して環境騒音信号に応じて、第１参照信号ｘＳ（ｎ）、目標信号ｄ（ｎ）及び第２参照信号ｘ（ｎ）を生成し、次いで第１自己適応システム同定ユニットＡＩ１を使用して前記第１参照信号ｘＳ（ｎ）と前記目標信号ｄ（ｎ）とに応じて
のシステム同定を完了させ、なお、次に第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２を使用して前記第２参照信号ｘ（ｎ）と前記目標信号ｄ（ｎ）とに応じて第２適応的フィルタＷ’（ｚ）のシステム同定を完了させる。最終的に、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）に変換する。
【0047】
通常の状況下において、図５に示す第２自己適応システム同定ユニットＡＩ２は、図２に示すフィードフォワード型能動騒音制御システム１のデジタル信号処理ユニット１０の中に直接実現可能であり、第１アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１１から受信した第２参照信号ｘ（ｎ）、及び第２アナログデジタル信号変換器（ＡＤＣ）１３から受信した目標信号ｄ（ｎ）に基づいて、かかる第２出力信号ｙ（ｎ）を自己適応的に調整するために用いられる。しかしながら、図５に示す第２適応的フィルタＷ’（ｚ）は、ＦＩＲフィルタであると解釈されるべきである。
実際の応用においては、長すぎるフィルタ長は、デジタル信号処理ユニット１０のＤＳＰ演算を行う時間が過度に長くなる可能性をもたらし、従って理想的ではない騒音軽減表現を引き起こすことがある。前述の理由に基づいて、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）に変換した後、前記低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）は、さらにフィードフォワード型ＡＮＣ演算関数式になるように整合するに従って、前記デジタル信号処理ユニット１０の中に実現されるものである。
図６は、つまりフィードフォワード型ＡＮＣ演算関数式を示すブロック構成図である。
図６の中には、Ｐ（ｚ）は、一次経路（Ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｔｈ）の伝達関数であり、またＳ（ｚ）は、二次経路の伝達関数である。
実際の応用においては、長すぎるフィルタ長は、デジタル信号処理ユニット１０のＤＳＰ演算を行う時間が過度に長くなる可能性をもたらし、従って理想的ではない騒音軽減表現を引き起こすことがある。前述の理由に基づいて、システム同定方法を利用して前記第２適応的フィルタＷ’（ｚ）を低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）に変換した後、前記低次のデジタル制御フィルタＷ（ｚ）は、さらにフィードフォワード型ＡＮＣ演算関数式になるように整合するに従って、前記デジタル信号処理ユニット１０の中に実現されるものである。
図６は、つまりフィードフォワード型ＡＮＣ演算関数式を示すブロック構成図である。
図６の中には、Ｐ（ｚ）は、一次経路（Ｐｒｉｍａｒｙ ｐａｔｈ）の伝達関数であり、またＳ（ｚ）は、二次経路の伝達関数である。
【0048】
以上、本発明で開示するフィードフォワード型能動騒音制御システムの設計方法を完全かつ明瞭に説明した。強調すべき点は、上記の詳細な説明は、本発明の実施可能な実施例を具体的に説明したものであり、本発明の権利範囲はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的精神を逸脱しない限り、その等効果の実施又は変更は、なお、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものとする点である。
【符号の説明】
【0049】
１’ 能動騒音制御システム
１ＤＰ’，ＤＣｐ デジタル信号処理チップ
１ＥＭ’ 誤差マイクロホン
１ＬＳ’ スピーカー
１ＲＭ’ 参照マイクロホン
１１’ 再構成フィルタ
１２’ パワー増幅ユニット
１３’ プリアンプユニット
１４’ アンチエイリアスフィルタ
１ フィードフォワード型能動騒音制御システム
２ 騒音源
３ 人形
１０ デジタル信号処理ユニット
１１ 第１アナログデジタル信号変換器
１２ デジタルアナログ信号変換器
１３ 第２アナログデジタル信号変換器
１１１ 第１フロントエンド増幅ユニット
１１２ 第１アンチエイリアスフィルタユニット
１１３ 第１アナログデジタル変換ユニット
１２１ デジタルアナログ変換ユニット
１２２ 再構成フィルタユニット
１２３ パワー増幅ユニット
１３１ 第２フロントエンド増幅ユニット
１３２ 第２アンチエイリアスフィルタユニット
１３３ 第２アナログデジタル変換ユニット
Ａ１ 第１デジタル減算器
Ａ２ 第２デジタル減算器
ＡＢ 音声再生装置
ＡＣ１ 第１音声収集装置
ＡＤ１ 第１アナログデジタル変換回路
ＡＤ２ 第２アナログデジタル変換回路
ＡＩ１ 第１自己適応システム同定ユニット
ＡＩ２ 第２自己適応システム同定ユニット
ＡＬｃ１ 第１適応的演算器
ＡＬｃ２ 第２適応的演算器
ｂ０，ｂ１，ｂ２，ａ１，ａ２ フィルタ係数
ＬＳ 音声再生器
Ｍ１ 第１マイクロホン
Ｍ２ 第２マイクロホン
ＮＣ１ 第２騒音収集システム
ＮＣ２ 第１騒音収集システム
ＰＡ１ 第１フロントエンドアンプ
ＰＡ２ 第２フロントエンドアンプ
Ｓ１～Ｓ７ ステップ
ｄ（ｎ） 目標信号
ｅ（ｎ） 第２誤差信号
ｅｓ（ｎ） 第１誤差信号
Ｐ（ｚ） 一次経路の伝達関数
Ｓ（ｚ） 二次経路の伝達関数
Ｗ（ｚ） 制御フィルタ
Ｗ’（ｚ） 第２適応的フィルタ
ｗｌ（ｎ） 重み係数ベクトル
ｘＳ（ｎ） 第１参照信号
ｘ（ｎ） 第２参照信号
ｘ’（ｎ） 第３参照信号
ｙ（ｎ） 第２出力信号
ｙ’（ｎ） 第３出力信号
ｙＳ（ｎ） 第１出力信号
１ＤＰ’，ＤＣｐ デジタル信号処理チップ
１ＥＭ’ 誤差マイクロホン
１ＬＳ’ スピーカー
１ＲＭ’ 参照マイクロホン
１１’ 再構成フィルタ
１２’ パワー増幅ユニット
１３’ プリアンプユニット
１４’ アンチエイリアスフィルタ
１ フィードフォワード型能動騒音制御システム
２ 騒音源
３ 人形
１０ デジタル信号処理ユニット
１１ 第１アナログデジタル信号変換器
１２ デジタルアナログ信号変換器
１３ 第２アナログデジタル信号変換器
１１１ 第１フロントエンド増幅ユニット
１１２ 第１アンチエイリアスフィルタユニット
１１３ 第１アナログデジタル変換ユニット
１２１ デジタルアナログ変換ユニット
１２２ 再構成フィルタユニット
１２３ パワー増幅ユニット
１３１ 第２フロントエンド増幅ユニット
１３２ 第２アンチエイリアスフィルタユニット
１３３ 第２アナログデジタル変換ユニット
Ａ１ 第１デジタル減算器
Ａ２ 第２デジタル減算器
ＡＢ 音声再生装置
ＡＣ１ 第１音声収集装置
ＡＤ１ 第１アナログデジタル変換回路
ＡＤ２ 第２アナログデジタル変換回路
ＡＩ１ 第１自己適応システム同定ユニット
ＡＩ２ 第２自己適応システム同定ユニット
ＡＬｃ１ 第１適応的演算器
ＡＬｃ２ 第２適応的演算器
ｂ０，ｂ１，ｂ２，ａ１，ａ２ フィルタ係数
ＬＳ 音声再生器
Ｍ１ 第１マイクロホン
Ｍ２ 第２マイクロホン
ＮＣ１ 第２騒音収集システム
ＮＣ２ 第１騒音収集システム
ＰＡ１ 第１フロントエンドアンプ
ＰＡ２ 第２フロントエンドアンプ
Ｓ１～Ｓ７ ステップ
ｄ（ｎ） 目標信号
ｅ（ｎ） 第２誤差信号
ｅｓ（ｎ） 第１誤差信号
Ｐ（ｚ） 一次経路の伝達関数
Ｓ（ｚ） 二次経路の伝達関数
Ｗ’（ｚ） 第２適応的フィルタ
ｗｌ（ｎ） 重み係数ベクトル
ｘＳ（ｎ） 第１参照信号
ｘ（ｎ） 第２参照信号
ｘ’（ｎ） 第３参照信号
ｙ（ｎ） 第２出力信号
ｙ’（ｎ） 第３出力信号
ｙＳ（ｎ） 第１出力信号
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
