DOI QR코드

DOI QR Code

A design of optimal filter for single sensor based acoustic reflection control

단일 센서 기반 반향음 제어를 위한 최적 필터 설계

  • Received : 2017.08.01
  • Accepted : 2017.09.28
  • Published : 2017.09.30

Abstract

The single sensor based acoustic reflection control system separates the incident and reflected signals from the single sensor output, and reduces the reflected signal by generating an out-of-phase signal from the incident signal component. In this paper, we propose an optimal filter design method for a single sensor based reflection control system. In the proposed method, it is shown that the optimum control filter design is possible by using the measured impulse responses of the reflection and control paths. The reflection control algorithm based on the proposed optimal filter achieves better performance than the conventional adaptive filter-based algorithm and effectively controls the reflection without the initial convergence time. We performed computer simulations using the signals obtained in a 1-dimensional acoustic duct environment, and from the simulation results, it was confirmed that the proposed optimal filter has robust performance even in noisy environment.

단일 센서 기반 반향음 제어 시스템은 하나의 센서 신호로부터 입사음과 반향음을 분리하여 추정하고, 입사신호로부터 반대위상의 신호를 발생시킴으로써 반향음을 감소시킨다. 본 논문에서는 단일 센서 기반 반향음 제어 시스템을 위한 최적 필터 설계 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 측정된 반향음 경로와 제어 경로의 임펄스 응답을 사용하여 최적 제어 필터 설계가 가능함을 보였다. 제안된 최적 필터를 기반으로 하는 반향음 제어 알고리즘은 기존의 적응 필터 기반 알고리즘에 비해 더 우수한 제어 성능을 얻을 수 있으며, 초기 수렴시간 없이 반향음을 효과적으로 제어한다. 1차원 음향 덕트 환경에서 얻어진 신호를 사용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 시뮬레이션 결과로부터 제안한 최적 필터가 잡음 환경에서도 강건한 성능을 보임을 확인하였다.

Keywords

References

  1. D. Guyomar, L. Petit, C. Richard, and F. Adil, "Wave reflection control using switched piezoelements," Proc. ICA, 4, (2004).
  2. B. Widrow, J. R. Glover, J. M. McCool, J. Kaunitz, C. S. Williams, R. H. Hearn, J. R. Zeidler, Jr. E. Dong, and R. C. Goodlin, "Adaptive noise cancelling: Principles and applications," Proc. IEEE, 63, 1692-1716 (1975). https://doi.org/10.1109/PROC.1975.10036
  3. J. Kim, Y. Ji, Y. Park, and Y. Seo, "A single sensor based active reflection control system using FxLMS algorithm" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 36, 57-63 (2017). https://doi.org/10.7776/ASK.2017.36.1.057
  4. P. R. Enderle, and G. R. Batta, "Stability of active noise control systems in ducts," Proc. Inter-Noise, 1, 167-172 (1990).
  5. H. Zhu, R. Rajamani, and K. A. Stelson, "Active control of acoustic reflection, absorption, and transmission using thin panel speakers," J. Acoust. Soc. Am. 113, 852-870 (2003). https://doi.org/10.1121/1.1534834
  6. J. Kim, Y. Ji, Y. Park, E. Noh, W. -S. Ohm, Y. Choi, D. Kim, and Y. Seo, "A study on the low-frequency active echo reduction technology for reducing underwater target echo signal" (in Korean), Trans. Korean Soc. Noise Vib. Eng. 43-50 (2017).
  7. S. Haykin, Adaptive Filter Theory (Prentice Hall, New Jersey, 2002), pp. 96-108.