16
2011 Spring Noise Conference, Banff Page 1 SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide a Lowcost, Noise Cancelling Solution for Noise Pollution Issues in the Urban Home Michael Smith (a) , Matthew Heisie (b) , Luithardt Wolfram (c) , Manuel Aebischer (d) , Emily Marasco (e) (a) Department of Electrical and Computer Engineering, University of Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4, Email: mike.smith @ ucalgary.ca (b) Division of Engineering Science, University of Toronto, Ontario, Canada M5A 2N4, Email: matt.heisie @utoronto.ca (c) Department of Electrical Engineering. Ecole d’Ingeniers et d’architectes de Fribourg, Fribourg, Switzerland. Email: Wolfram.Luithardt @hefr.ch (d) Department of Electrical Engineering. Ecole d’Ingeniers et d’architectes de Fribourg, Fribourg, Switzerland. Email: [email protected] (e) Department of Electrical and Computer Engineering, University of Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4, Email: eamarasc@ ucalgary.ca Abstract Noise pollution in an urban environment can be problematic. Obvious problems to solve are (A) locating the noise source and (B) negotiating to have it stopped. However, an immediate problem in noise situations such as the Calgary “Ranchland’s Hum” is (C) how does the home owner cope with the noise pollution until solutions for (A) and (B) have been found? Of particular concern is sleep deprivation, i.e. noise in the bedroom. In this paper, we present an overview of a proposed, lowcost, noisecancelling solution based on using a home theatre sound system, microphone(s), and some digital signal processing (DSP) code. The audio capture and control program is already in place on Analog Devices SHARC (ADSP21469) evaluation kits used in undergraduate embedded system design courses at the Department of Electrical and Computer Engineering, University of Calgary. However the appropriate DSP code design is more of a challenge. For example, if the Ranchland’s Hum is caused by a distant source, then the sound in the bedroom can be approximated as a plane wave. The problem then becomes one of generating compensating antisound using an array of speakers driven from a home theatre system. However, these speakers, and virtual sound sources caused by wall reflections, are in close proximity to the sleeper and can be expected to generate multiple spherical antinoise wave fronts rather than the desired planar signal. In this article we look at this and other anticipated problems in solving a variety of noise cancellation situations; home construction and wind turbine noise together with that dreaded scenario, the neighbour learning to play the alpine horn. We show why passive hearing aids consisting of an ear mould and a zerogain, allpass amplifier might reduce the health issues associated with many noise problems, and how to use SSSH! to hunt down the Hum.

SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 1 

SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide a Low‐

cost, Noise Cancelling Solution for Noise Pollution Issues in the Urban Home 

Michael Smith(a), Matthew Heisie(b), Luithardt Wolfram(c), Manuel Aebischer(d),  Emily Marasco(e)  

 (a) Department of Electrical and Computer Engineering,

University of Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4,  Email: mike.smith @ ucalgary.ca 

(b) Division of Engineering Science,  University of Toronto, Ontario, Canada M5A 2N4, Email:  matt.heisie @utoronto.ca 

(c) Department of Electrical Engineering. Ecole d’Ingeniers et d’architectes de Fribourg, Fribourg, Switzerland. Email: Wolfram.Luithardt @hefr.ch 

(d) Department of Electrical Engineering. Ecole d’Ingeniers et d’architectes de Fribourg, Fribourg, Switzerland. Email: [email protected] 

(e) Department of Electrical and Computer Engineering,University of Calgary, Alberta, Canada T2N 1N4,  Email: eamarasc@ ucalgary.ca  

 

Abstract 

Noise pollution in an urban environment can be problematic. Obvious problems to solve are (A) locating the  noise  source  and  (B)  negotiating  to  have  it  stopped.  However,  an  immediate  problem  in  noise situations such as the Calgary “Ranchland’s Hum” is (C) how does the home owner cope with the noise pollution until solutions for (A) and (B) have been found?  Of particular concern is sleep deprivation, i.e. noise  in the bedroom.   In this paper, we present an overview of a proposed,  low‐cost, noise‐cancelling solution  based  on  using  a  home  theatre  sound  system,  microphone(s),  and  some  digital  signal processing  (DSP)  code. The audio  capture and  control program  is already  in place on Analog Devices SHARC  (ADSP‐21469)  evaluation  kits used  in undergraduate  embedded  system design  courses  at  the Department of Electrical and Computer Engineering, University of Calgary. However the appropriate DSP code design is more of a challenge. For example, if the Ranchland’s Hum is caused by a distant source, then the sound in the bedroom can be approximated as a plane wave.  The problem then becomes one of generating compensating anti‐sound using an array of speakers driven from a home theatre system.  However, these speakers, and virtual sound sources caused by wall reflections, are in close proximity to the sleeper and can be expected to generate multiple spherical anti‐noise wave fronts rather than the desired planar signal. In this article we look at this and other anticipated problems in solving a variety of noise  cancellation  situations;  home  construction  and wind  turbine  noise  together with  that  dreaded scenario, the neighbour learning to play the alpine horn. We show why passive hearing aids consisting of an ear mould and a zero‐gain, all‐pass amplifier might  reduce  the health  issues associated with many noise problems, and how to use SSSH! to hunt down the Hum.    

Page 2: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 2 

Introduction 

There is a 1960’s science fiction story describing a futuristic world where advertizing has gone mad. As 

you approach the parking lot, small flying mechanical birds attach themselves to your car window with 

suction  cups.  The  birds  broadcast  adverts  to  you  by  vibrating  the  car windows  to  produce  a  loud‐

speaker. Wandering into a store, video cameras recognize you and then generate custom audio adverts 

using your personnel  information stored  in a world‐wide data base. You walk out of the store  into the 

Mall area, bombarded by sounds when suddenly everything goes quiet. After two minutes you hear the 

message “This quiet zone is brought to you by Dr. Smith and his students at the University of Calgary”.  

Improbable? Not really, the noise pollution problem already exists today from such varied sources. (A) 

When  people  come  home  tired  from  a  long  day’s work,  their  night’s  sleep  is  disturbed  by  a  distant 

industrial noise source (e.g. The Ranchlands Hum [CTV, 2010; Ranchlands, 2011] or a distant wind farm). 

Even traffic noise has been linked to adverse health effects, including an increased risk of cardiovascular 

disease [Somers et al, 2008].  Perhaps (B) you are home schooling your kids, or in bed recovering from 

an operation, and your neighbours decide to spend the next two months adding a second floor to their 

house.  Sharp  noises  such  as  hammer  blows,  shouting  workers,  and  impact  tools  will  disrupt  the 

schooling and slow the recovery of a patient [Kruppa, 2004].     (C) You are a parent worried about the 

noise levels in the incubator and around the neonatal ward where your premature child is recovering.  

Some  international visitors said that another North American urban noise problem (D) the neighbour’s 

children practicing  in a rock band with drums,  is never a problem  in Switzerland. Instead they  insisted, 

with a smile on their faces, its more about (E) yodeling and blowing the Alpine Horn. Actually cancelling 

the sound of the Alpine Horn would be a technical challenge because of the low frequency of the notes. 

These are all situations that were brought up by students when one of the authors (MS) mentioned  in 

class one day about being exhausted because “something” had been waking him up around 3:30 AM 

nearly  every morning  for  the  past  two months.  So  the  question was  asked  –  Could  you,  at  least  in 

principle, use  the digital signal processing software and hardware  from embedded systems courses at 

the  University  of  Calgary  [Smith,  2004  to  2011]  to  produce  an  inexpensive,  but  effective,  noise 

cancellation system. This paper is based on that premise: 

There is a noise annoying you in your home. You propose to 

Capture the sound with a series of micro‐phones, and then 

Feed the captured audio into a small ‘inexpensive’ computer system, perhaps your lap‐top, 

Analyze the sound so that you can 

Output the analysed sound product  in the form of an ‘anti‐sound’ signal through the  loud‐

speakers of your existing home theatre system to cancel out the noise. 

Figure 1 shows the schematic for the proposed SSSH! – SHARC‐based Sound Suppression system for the 

Home.   Remember, we don’t want to produce a commercial quality product capable of industrial scale 

noise cancellation. At this point  in time, we  just want to be successful enough to create a small Quiet 

Zone in a 1 m x 1 m x 1 m (3’ x 3’ x 3’) volume around the sufferer’s head in the bedroom. To keep costs 

low,  the  design  requirements  include  using  “equipment most  people  already  have  in  their  house”. 

Page 3: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 3 

However, because most people will do almost anything to get a good night’s sleep, the project permits 

the spending of up to $500 on special parts if necessary. 

This  paper  is  organized  as  follows.  The  next  section  provides  brief  information  on  an  existing  audio 

capture system capable of providing ‘an ideal demonstration of noise cancellation’. This is followed by a 

discussion of what some of the obvious issues that must be overcome to make this system work in the 

home. The next sections go  into  the details of  the case studies discussed above, each with  its unique 

noise cancellation problems and solutions. The final section provides a summary and proposes how to 

use the SSSH! to hunt down the Ranchlands Hum.   

The Hardware and Software needed for SSSH!  

A noise source is preventing your sleep. SSSH! – a SHARC‐based Sound Suppression system for the Home 

‐‐ is shown schematically in Figure 1.  An array of micro‐phones sends audio signals to an Analog Devices 

SHARC evaluation board. This board’s ADSP‐21469 processor (Figure 2A) is specifically designed for high 

speed digital signal processing  (DSP) calculations needed to compensate for room echoes, time delays 

etc that are commonly experienced  in home theatre applications. The board can handle 4  input audio 

channels. There  are  amplifiers present on  the 21469 board  so  that  the 8 output  audio  channels  can 

directly drive speakers. However,  in Figure 1, a home theatre system amplifier  is used to further boost 

these audio signals. Further amplification would be particular useful  to drive any  ‘woofers’ needed  to 

cancel out low frequency noise sources. 

Software  packages  (threads)  are  being  activated  and  de‐activated  as  needed  by  a  TTCOS  scheduler 

(time‐triggered  co‐operative  scheduler  [Pont,  2005]) modified  to  run  on  the  SHARC  [Smith,  2004  to 

2011]. One thread is responsible for collecting noise source sound samples into input audio buffers, and 

for outputting corrective signals stored  in output audio buffers. This thread must run with the highest 

priority to ensure that all the sound samples are input or output at ‘exactly’ at the correct time to avoid 

introducing audio distortions. This high priority  is obtained by pre‐empting, or switching out, all other 

threads. An analysis thread, which will be described  in detail  in the next sections,  indentifies the noise 

characteristics which are used by a third thread to generate the anti‐noise signal. A fourth thread, not 

shown in Figure 1, allows the user to control, or tweak, how the system works. 

All the signal analysis, control and user  interface threads, together with sound capture and generation 

threads, could be made to run equally well on a  lap‐top running XP or Windows 7. The only trouble  is 

most people’ s lap‐tops only have one microphone input and a stereo output capable of activating two 

speakers without special equipment. We felt this did not give us enough flexibility for the prototype  

Page 4: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 4 

 

Figure 1: Schematics of SSSH! – SHARC‐based Sound Suppression system for the Home.  An array of microphones 

picks up a noise source. The audio information is fed into an ‘inexpensive’ Analog Devices SHARC evaluation board 

designed to handle consumer home theatre demonstrations. Information about the noise source is calculated: e.g. 

direction, type of sound, etc. An appropriate series of anti‐noise signals are calculated and then fed  into a home 

theatre system. This feeds the audio signals to a series of ‘standard’ speakers to generate a Dr. Smith’s Quiet Zone 

over a small area, such as the head of a bed.  

noise‐cancellation system. Later perhaps, we can switch; one student group [Kotchorek et al., 2010; Kotchorek et 

al., 2011] developed a cell phone application that captured and analyzed snores. Cancelling the sound of snores 

would be a very interesting 5th application of SSSH!, requiring a name shift to SSSSSH! (  ). 

Theory and issues around practical noise cancellation 

The sound quality test button on home theatre amplifiers is a clear indication that manufacturers know 

that many of their customers ‘accidentally’ experience noise cancellation during installation. Sound from 

‘centre stage’ of a performance comes out with  the same  intensity  from both  left and right speakers. 

Switching one set of speaker wires during installation causes the sound from one speaker to be 180o out 

of phase  to  that of  the other  speaker,  so  that  ‘zero  sound’  is perceived by  the  listener. Actually  the 

sound would be severely muffled rather than zero; it would only be zero if the device cancelling the  

Page 5: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 5 

 

 

Figure 2:  (A) The SSSH! System is implemented on the SHARC 21469 evaluation board which has multiple audio 

ports and a high speed processor.   The impact of changes in sound intensity with distance means that noise 

cancellation can be expected to be more effective over a larger volume if (B) the ‘anti‐sound’ generator can be 

placed close to the noise source rather than (C) at a distance from the noise source.   (D) Being able to cancel out 

one frequency component of a noise source does not automatically cancel out the other frequency components. 

 

sound  was  in  exactly  the  same  location  as  the  item  producing  the  sound;  something  that  is  not 

physically possible.  Fig. 2B shows the principle behind using this approach as an electronic silencer for 

an industrial compressor.  A conventional silencer robs an engine of 10% ‐‐ 20% of its power so that an 

electronic muffler would produce cost efficiencies; especially if the exhaust heat was used to power the 

electronics.  This muffler application of ‘noise cancellation directly at source’ might not be perfect, but in 

practical  applications  it  is  not  necessary  that  the  noise  cancellation  be  exact;  customers  are  often 

satisfied that the approach reduces the sound level ‘significantly’ more than other approaches.  

 

Illustration of the impact of frequency and distance on the effectiveness of noise cancellation 

Direct  noise  cancellation  at  source  would  be  a  workable  solution  for  you  if  your  neighbors  were 

bothering you when  they played  the alpine horn. You would not hear  the horn being played, but  the 

problem would be that your neighbours would probably not hear themselves play either!  Any member 

Page 6: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 6 

of  a  choir  knows  the  importance  of  being  able  to  hear  yourself  through  monitors  at  a  public 

performance at a large theatre.  Figure 2C demonstrates a possible solution when your neighbours are 

just learning alpine horn breath control and playing the same note for hours at a time.  Let us suppose 

that the neighbour  is trying to produce a note at the bottom end of the vocal range of a human base 

singer, around 64 Hz, which is two octave’s below middle C on the piano. The noise control solution is to 

place a mike at the player’s location, input the 64Hz tone into the SHARC and have SSSH! reproduce the 

tone. A simple sound copy, slightly reduced in volume to account for distance effects, reproduced by a 

loud‐speaker at a  speaker 5.156 m away would be needed. This distance, half a wavelength at 64Hz, 

means that the original and reproduced sounds arrive at your ears in anti‐phase and you hear nothing.   

There are some practical problems with actually implementing the solution shown in Figures 2C and 2D. 

Figure 2C: The second neighbors would not get the full cancellation effect. Basically the way that 

the original sound volume falls off with distance  is different from the way that the reproduced 

sound volume from the loudspeaker falls off with distance as the two sound sources are not at 

the same location.  For low frequency signals, the nearest neighbour might be in the near field 

of the sound source, where the sound intensity falls off at 3 db per doubling of distance, where 

as the second neighbour would be in the far field, where the sound intensity falls off at 6 db for 

each doubling of distance. 

Figure 2D: Once the horn players have perfected playing the 64 Hz tone, they will want to jump 

an octave and practice 128 Hz  (one octave below middle C). Unfortunately,  the  loud  speaker 

location (5.156 m) is now exactly a wavelength away from the original sound source. This means 

that  the  sound  from  the  speaker  is  ‘in‐phase’ with  the original  sound;  the noise  cancellation 

solution becomes a noise amplification problem.  

The solution to the first bullet is for the second neighbors to buy their own noise cancellation system to 

cancel  the original  sound, and also  cancel  the additional  sounds produced by your noise  cancellation 

system  (   ). The  second bullet  requires a more  sophisticated  solution. Now SSSH! must capture  the 

annoying  sound  and  perform  some  frequency  analysis,  perhaps  using  the  discrete  Fourier  transform 

(DFT) implemented via the fast Fourier transform (FFT). Then a time delay, different at each frequency, 

must be introduced so that each frequency component is played back at the loudspeaker in anti‐phase 

to the original sound component.  

Introducing a frequency‐dependent time delay sounds difficult. However, an existing piece of software 

in common use in the acoustics industry would offer a solution. One third octave analysis [Nigron, 1966] 

could be performed within SSSH! using a series of band‐pass filters applied to the input signals captured 

by  the SHARC. These  filters  could be  implemented as  finite  impulse  response  (FIR)  filter or using  the 

short  term Fourier  transform; both approaches have  relative advantages and disadvantages  [Vaseghi, 

2008]. The output of each  filter  is  temporarily stored  in an array, and  then played back after a short, 

frequency dependant, delay to produce the required sound cancellation. The 450 MHZ SHARC [Analog, 

2011] has been designed with  this  type of application  in mind. As with other DSP processors on  the 

market,  the  SHARC’s  computing  capability  comes  about  since  its memory  architecture  is  capable  of 

supporting accesses to multiple data locations at the same time, while its arithmetic units can perform 

Page 7: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 7 

multiple  floating point multiplications and additions  in every cycle. Hardware  floating point capability 

boosts  the  price  of  a  processor,  but  that  cost  is  quickly  recovered  because  it  makes  software 

development  so much  easier.  The principles of  another  algorithm  for  adaptive noise  calculation,  the 

least  mean  squares  (LMS)  algorithm  [Widrow  and  Stearns,  1985],  has  been  demonstrated  for 

automobile silencers using an earlier version of the SHARC [Piper et al., 2001]. 

Marasco  [2010]  is  involved  in  a  project with  junior  high  school  students,  currently  at  the  prototype 

stage,  in which  it  is planned that the student’s playing will be recorded, with a cell phone application, 

and analyzed.   The main purpose of  this work  is  to  combine  the  sound analysis  results with artificial 

intelligence software to suggest ways the student could improve the sound quality of their playing, e.g. 

changing  the position of  the  jaw,  tongue, diaphragm, etc. This approach  could easily be extended  to 

improving  the  quality  of  your  neighbour’s  alpine  horn  playing;  guaranteed  to  reduce  the  noise 

annoyance  level! A  further application would be  to  re‐configure  the Marasco analysis  tool  to work  in 

conjunction with SSSH! to generate anti‐sound so that the parents don’t hear their children’s   practice 

sessions (  ).  

In this section, we have looked at some general issues around noise cancellation. In the next sections we 

present a series of discussions about how to apply these  ideas to specific noise cancellation  issues; (A) 

construction noise, as your neighbours build an extension to their house (hopefully  including a sound‐

proof music room), (B) wind turbine noise, when you and your neighbours go green, (C) a discussion of 

whether the adaptive volume control on hearing aids offers an advantage in noisy urban situations and 

(D) active noise cancellation in a hospital setting such as the neonatal ward.  

Cancellation of Construction Noise 

It is easy to place oneself in the following situation: lying in bed, just beginning to drift into the first light 

phase  of  sleep, when  suddenly  a  door  slams. A  car  alarm  sounds. A  nearby  dog  barks. While many 

people  can  sleep  comfortably  through  a  constant  sound,  such  the  continuous hum of  a  refrigerator, 

there  is  significant  evidence  that  intermittent  exposure  to  sudden  noise  events  can  have  long‐term 

detrimental effects on one’s sleep, and subsequently to their health [Somers et al., 2008]. In this section, 

the issue of cancelling the following construction noise problems 

Sharp noises such as hammer blows (manual or compressor driven), shouting workers, and 

impact tools have been shown to slow recovery from illness or surgery [Ising, 2004], 

Longer duration, sudden onset noises such as using a saw to cut a wood plank,  

Echoes from surrounding structures. 

The predictability of echoes from distant buildings suggests that cancellation of this problem should be 

straight forward, at least in principle. For a given construction environment, SSSH! could be  trained to 

recognize the time between the original sound and the echo, and use that  information to generate an 

anti‐sound signal just when the echo  is expected to arrive. The necessary analysis could possibly be an 

audio variant of the algorithms used for echo cancellation in telecommunications [Malte, Schmitt, 2008].   

Page 8: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 8 

Sharp noises from a manual or compressor‐driven hammer blow require different treatment. Here the 

sound  can  be  expected  to  be  a  large  initial  sound  impulse  followed  by  a  smaller  transient  [Vaseghi, 

2008].   A quick calculation allows us  to calculate how  fast a processor would be needed  to handle an 

algorithm  capable  of  producing  an  anti‐noise  signal  in  this  situation.  For  simplicity  let’s  assume  the 

microphone used to pick up the noise source  is placed a distance x m from the  loud‐speakers used to 

produce the anti‐sound. With sound travelling at 330 m / s then the processor must respond in around x 

/ 330 s when attempting noise cancellation. If we make the microphone–to‐speaker distance around 3.3 

m,  this  corresponds  to  around  10 milliseconds; more  than  five  hundred  times  longer  than  the  20 

microseconds  needed  by  the  SHARC  21469 when  calculating  a  1024  point  fast  Fourier  transform  to 

perform one third octave analysis of the signal. However typical audio sampling systems operate with a 

44 kHz sampling rate (around 20 microseconds / point) so that the physical sampling of the 1024 points 

need to perform the noise‐cancellation takes around the same time (20 milliseconds) as the sound takes 

to travel between the microphone and speakers.  

This calculation indicates that real time calculation of a sudden onset noise cancellation signal is pushing 

the audio sampling hardware rather than the processor itself. This suggests that the following approach 

might work better. The first hammer blow could be recorded and SSSH! trained to use a shorter length 

sound  sample  to  recognize  the  arrival of  the high  frequency  components of  the next hammer blow. 

SSSH! would then output a volume adjusted copy of the  initial hammer blow. The  initial part of  longer 

duration  sudden  sounds,  e.g.  saw  cuts,  could  be  handled  in  a  similar way with  the  SSSH!  algorithm 

adjusting the later output anti‐sound to match the final part sof the saw sound using more conventional 

sound  cancellation  techniques.  A  similar  approach  could  be  taken  for  cancelling  the  sounds  from 

shouting workers. However, while  this approach might  reduce  the overall noise  reaching  the  listener, 

any inaccuracies in the prediction may increase the initial percussive characteristics of the sudden‐onset 

noise pulse and be more of a nuisance that the original noise. 

On site Wind engine (turbine) noise  

Most Albertans have probably  just a fleeting familiarity with wind turbine noise through articles  in the 

press. However in Europe, the reduced land mass means the noise created by these wind engines is very 

often annoying and leads to a rejection of the plants by the local population. Factors, such as visibility of 

the wind  tower,  rural or urban  surroundings and  so on play also an  important  role  in  the  subjective 

sensation of the wind generators [Pedersen and Waye, 2007]. However the produced noise is, of course, 

the most  important  factor  and  therefore  a  big  effort  has  been  performed  during  the  last  years  to 

understand  and  reduce  this  annoying  sound.  In  this  section,  a  quick  over  view  of  noise  cancellation 

techniques for wind turbine noise is given. These ideas that can be applied to reduce the noise from the 

wind farm 5 k down the road or from a local wind turbine installed when you or your neighbour decide 

to go green.  

There are 2 different kinds of noises from power wind engines. (A) the  ‘swishing’ noise caused by the 

movement of  the blades which  can be  reduced by airfoil  shape and modification of  the blade edges 

[Oerlemans, et al., 2008] and secondly (B) the noise from the bearings and gear which produces some 

characteristic  resonances  of  the  turbine  structure  superimposed  on  a  general  buzzing  noise 

Page 9: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 9 

[Neugebauer  et  al.,  2010].  This  noise  is  caused  by  vibrations  of metallic  parts  in  the  gearbox  of  the 

engine and gear wheel  friction. This noise  is  transferred  through  the  structure and  finally emitted on 

surfaces  of  the  tower  or  nacelle.  The  frequencies  of  this  noise  are  in  the  range  of  100 Hz  ‐  600 Hz 

[Neugebauer et al., 2010].  If the speed of the wind generator would be always the same, the vibrations 

could  be  reduced  (or  even  eliminated)  by  changing  the  resonance  frequencies  of  the  systems,  for 

example by  changing  the mass of  the vibrating parts. However wind generators produce much more 

energy when the angular speed of the blades is dynamically changed with the wind conditions. For this 

reason,  the  resonance  frequencies are also dependent on  the wind conditions and a  reduction of  the 

vibration is much more complicated [Illgren, 2008].  

A solution  that has been proposed to actively reduce  the vibrations' amplitude  is  to produce an  'anti‐

vibration' using piezo effect actuators that directly mounted on the vibrating surfaces [Illgen et al. 2008, 

AC, 2007].   Fig. 3 shows a principle schematic of such an active vibration reduction system. The displace‐

ment of the vibrating mass  is measured by a sensor. Principally, different types of sensors can be used 

(force,  speed,  acceleration  and path or  a  combination of  these). A  regulation  circuit based  around  a 

digital signal processor is used to calculate the counter force that will drastically reduce the amplitude of 

the vibrating mass. The highest frequency that can be depressed is dependent on the overall bandwidth 

of  the  systems  as well  as  on  the  inertia  of  the  actor‐mass‐system.  In wind  generators,  frequencies 

between  100  and  600  Hz  are  the  most  annoying.  These  relatively  low  frequencies  may  easily  be 

detected  and  reduced  by  today  available  systems  [Neugebauer  et  al.,  2010;  Illigen  et  al.,  2007].  In 

practice, a  real existing vibrating surface will have multiple modes  requiring more complex set‐ups of 

the actuators; so that it's not possible to completely reduce the noise. Another principle is to accelerate 

another mass (quench mass) in a way that its movement is inversely phased to the vibrating mass. The 

emitted noise level will be lower as the resulting amplitude of the system will be strongly reduced. Using 

either technique would leave to a lowering of the intensity of main resonance frequencies by some dB 

[Neugebauer et al., 2010]; reducing the annoyance spread through the surrounding environment. 

A community might use the following arguments to persuade a wind engine owner to implement these 

noise  reducing  techniques:  (A)  The  signal  used  to  regulate  the  active  compensation  is  a  very  good 

indication of changes  in the vibration performance. Monitoring the system to  identify  large changes  in 

the vibratory behavior would provide early indication of possible future damage occurring to the system 

and (B) the wear of the system is lower if the amplitude of vibration is reduced. Fissure propagation are 

dependent of the vibration amplitude which would reduced by these active systems.   

 

 

 

 

 

  

Vibrating mass 

SForce, acceleration, speed or path sensor

A  Phase detector and regulation circuit

Actuator

Fig. 3: Principle schematic of the active vibration reduction  

Page 10: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 10 

Offsite Wind engine (turbine) noise cancellation and the Ranchlands Hum 

A  different  set  of  analysis  algorithms  are  needed when  the  nuisance  sound  generator  is  ‘far  in  the 

distance’ – e.g. residual noise from a wind turbine or the Ranchlands  ‘Hum’.  In this situation,  it would 

seem reasonable to assume that the air‐transmitted sound would arrive as a plane wave  (Fig. 4A).    In 

principle, having the DSP processor determine the relative arrival times of the nuisance sound at an each 

microphone in an array of microphones would provide SSSH! with the volume and direction of arrival of 

the  plane wave.  In  actual  fact,  if  there was  a  series  of  SSSH!s  spread  around  a  neighbourhood,  the 

multiple bearings could be used for triangulation so that the nuisance sound could be located. For this to 

work, the microphone array must be spread across ‘a decent length’; otherwise the array would act like 

one  large microphone.  If  this  happens,  then  the  phase  information would  become more  difficult  to 

determine.  

With  the  intensity  and  bearing of  the noise  source determined,  a  cancelling  anti‐plane wave  can be 

generated; but now the practical problems start. Changes across a room of the sound intensity of a far‐

away  nuisance  noise would  be  expected  to  be minimal  since  the  dimensions  of  a  house  are  small 

relative to the distance to the sound annoyance. However the sound  from a  local  loudspeaker rapidly 

changes with distance, making  its spherical sounds waves  relatively  ineffective  in cancelling  the plane 

wave  noise  source.  These  problems might  be  overcome  by  using  an  array  of  speakers.  As with  the 

microphone  array,  the  speaker  array must  be  spread  across  a  ‘fair  distance’,  otherwise  the multiple 

speakers effectively act as a single large speaker so that the plane wave can’t be generated. The ‘quality’ 

of the anti‐plane wave generation would be best along a  line perpendicular to the centre of the array, 

and the ‘area’ over which that quality is good increases with the length of the speaker array. 

 

Figure 4: (A) Information, intensity and direction, about the plane wave characteristics of a distant sound can be 

captured by an array of microphones, with the anti‐sound generated, in principle, by an array of loud‐speakers. (B) 

Placing the array of speakers inside a room introduce multiple reflections from the wall surfaces which can be 

treated mathematically as  additional arrays of virtual sound sources.  

 

Page 11: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 11 

Note that the use of ‘area’ is a misnomer since we are dealing with 3D volumes. Hopefully this does not 

mean  that we need a  two dimensional array of speakers. This observation  is probably  true, given  the 

fact we want noise cancellation in only a small volume about the size of our head and loud‐speakers are 

physically  large and are not point  sources of  sound.    In addition,  since  the  speakers will probably be 

employed in a room rather than in the weather outside the house, the reflections of the sound from the 

walls would create a 2D / 3D array of virtual speakers (Figure 4B).  It will require a few experiments to 

determine whether this virtual array is a help or a hindrance.  

The definition of what constitutes a ‘decent length’ for the microphone and speaker arrays also needs to 

be determined.  Let’s consider an array of 5 speakers with the ‘sweet spot’ of noise cancellation along a 

line perpendicular  to  the centre speaker.  In order  to not act  like a single  large speaker or a dipole or 

quadrupole sound sources, all or which generate far‐field spherical waves [Drussel, 2011], the speakers 

would  need  to  be  separated  by  distances  of  the  order  of  a  half‐wavelength  or more.  Suppose we 

proposed  to  use  this  approach  to  nullify  the  Ranchlands Hum  [CTV,  2010;  Ranchlands,  2011] which 

appears  to occur  in  the 40 Hz  to 45 Hz  range  [Patching Associates, private  communication].  It would 

require a five speaker array that is 20 m long. However as this approach would require a speaker array 

of under 2 m in length at 600 Hz – 1000 Hz, it might be feasible for the nuisance noise from a distance 

wind turbine, which sounds like an annoying mosquito [Illgen, 2008].  

A possible approach to avoid using arrays of speakers is shown in Figure 5 with a series of speakers using 

information  from  an  external  calibration microphone  and  an  internal microphone  to  allow  SSSH!  to 

generate  the  correct  phasing  and  intensity  for  a  special  local  configuration  of  speakers  with 

precalculated signal phasing. The analysis becomes more complicated, but the approach seems feasible 

as it is analogous with how home theatre systems are corrected for time delays associated with the  

Figure  5.  The  biggest  problem  to  overcome  in  having  an  in‐house  noise  cancellation  system  is  the 

external  ‘distant’  noise  source will  probably  have  far‐field  characteristics  (quasi‐plane wave)  for  the 

listener  while  the  loudspeakers  producing  the  anti‐sound  signals  will  have  near‐field  characteristics 

(quasi‐spherical  waves).  Further  complicating  the  analysis,  especially  for  low  frequency  noise 

cancellation,  is  the  ability  for  noise  source  and  speakers  to  independently  set  up  a  series  of  room 

resonances. For a discussion of this effect see Drussel [2011]. Having the speakers directly attached to 

the listener, i.e. using hearing aids, might overcome these problems. 

Page 12: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 12 

 

different distances of each of the  (5 or 7) speakers to the  listener. The home amplifier sends a (white 

noise) sound pattern to each speaker in turn. This information is picked up by a single microphone and 

the necessary time delay compensation is automatically calculated for an improved listening experience 

over a small volume, a couch or group of chairs for example. 

What does this mean for our wind generator problem? Since the wind turbines are really far away from 

the position of the  listener, the assumption that the noise arrives as plane wave  is surely true. So the 

basic  idea of using an array of speakers to cancel the noise should be applicable. In addition, a second 

SSSH! device could be set at the wind turbine site to provide  ‘at source noise cancellation” to support 

the anti‐vibration devices. The question the authors ask ourselves  is “if the approach  is so simple, why 

has it not been done before”. We suggest a couple of possible reasons: (i) There are so many problems 

to solve with on‐site turbine noise that nobody has yet begun to consider home cancellation issues  and 

(ii) its more effective to cancel noise onsite since the cost of providing one noise cancellation system for 

each  home  affected  by  a  wind  turbine  noise  is  prohibitive.  In  response  to  the  second  comment, 

communities put up a wind break  that  is collectively useful, so why not a noise cancellation  forest of 

speakers somewhere between the turbines and the community? After all, the phasing of the sound from 

a  long  community‐owned array of  speakers used  to  cancel out a plane wave more effectively  than a 

large number of  individual  small arrays, and  the anti‐noise plane wave direction  could be  steered  to 

compensate for changing environmental conditions; temperature or wind shears. 

Hearing Aids – The ultimate noise‐cancelling device? 

It might be  argued  that many  senior  citizens may  already make use  a device much more  capable of 

reducing construction and other noise pollutants than the proposed SSSH! approach. In this section, we 

discuss the basis behind adaptive volume control in hearing aids and ask whether the wearers of hearing 

aids have an advantage over the rest of us in urban noise environments.  

Digital  hearing  aids  nowadays  are  very  complex,  highly  integrated  devices  which,    in  a  few  cubic 

centimeters, package one or two microphones, an ASIC (application specific integrated circuit) including 

an analogue  front end, a digital  signal processor  (DSP) and  typically a Class D power amplifier which 

drives a small speaker. The whole system is powered by a Zinc‐Air battery which doesn't allow for huge 

power  consumptions.  The  basic  principle  of  a  hearing  aid  is  to  amplify  incoming  audio  signals  in  a 

manner that compensates for (high frequency) hearing loss related to aging or accident. However, most 

of  today’s  hearing  aids  contain  some more  or  less  intelligent  algorithms  to  adapt  the  gain  to  the 

environment  [Hawkins et al, 2003].  For example,  the aid  can be programmed  so  that  the  full  gain  is 

available  for  small  sounds,  but  is  limited  for  sudden  arriving  loud  tones  (e.g.  hammer  blows  or 

somebody shouting behind the listener. Noise cancellation / reduction can be achieved for aids with (A) 

an omni‐directional microphone placed at the back of an aid to take in the background noise and (B) a 

directional one which is focused on voice of the dialog partner, but still picks up some background noise. 

Page 13: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 13 

The voice‐to‐noise ratio of the aid’s output to the ear can be boosted by the application of some simple 

digital signal processors.  

 

The problem is that the hearing aid is very limited in terms of available processor capability and power 

requirements. To make use of the hearing aid to solve urban noise problems for the ‘average’  listener, 

we suggest two approaches might be considered – (A) a passive approach that might be appropriate for 

solving  low  frequency noise  issues such as  the Ranchlands Hum, and  (B) active approaches  for higher 

frequency wind turbine noise and construction noise.  

 

Normally a hearing aid uses a small speaker in the ear for the transmission of amplified high frequencies, 

with some low frequency boosting to compensate for the blocking effect of the speaker and the mounts 

that hold the speaker in the ear channel. The problem in a noisy environment is that noise leaks around 

the speaker and can nullify the advantages of an aid. To solve this, and other problems, an ear mold that 

both supports the speaker and blocks all external noise are available. We are suggesting an investigation 

of a variant of this approach to reduce the impact of the 40 – 48 Hz Ranchlands Hum while the source of 

the Hum is being investigated. While the ear mold totally blocks the low frequencies, the hearing aid is 

used  to  transmit normal day‐to‐day sounds  to  the  listener, essentially acting as an all‐pass, zero gain, 

amplifier  for all  frequencies above say 100 Hz. This  is a  far more effective approach  that simply using 

totally passive ear‐plugs or ear mufflers, which would block both the Hum and all normal speech sounds 

needed for everyday life.  

 

The problem with wind turbine noise or construction noise is that these are in the normal speech range 

so the approach of using an ear mold block plus an all‐pass amplifier hearing aid will not work. Many 

modern hearing  aids  come with Bluetooth  connectivity  to TVs or  cell phones  /  land  lines. Could  this 

connectivity be used by SSSH! to provide a noise cancelling signal directly to the hearing aid avoiding all 

the  problems  of  speaker  configuration  shown  in  Figure  5?. As discussed  earlier,  the  effectiveness  of 

noise cancellation  is position dependent so the hearing aid wearer would have to move no more than 

about 1/4 of the wavelength of the noise annoyance. For wind turbine noise  in the 600 Hz to 1000 Hz 

range,  this distance corresponds  to  less  than 10 cm, probably  smaller  than  the changes  in a person’s 

head position on  a pillow  at night. Note however, we  are not  looking  for  a perfect  solution,  just  an 

improved sound environment, so further investigation is needed. 

 

Improving this approach means that SSSH! would need to be combined with a monitoring device, e.g. 

web camera to monitor the wearer’s position, with SSSH! doing video analysis and continually updating 

the cancellation signals. Perhaps a better approach would be  to physically move the SSSH! algorithms 

directly  into the hearing aid’s DSP system as shown  in Figure 6. Here the twin external speakers of the 

aid  are  used  to  monitor  the  oncoming  sound  from  multiple  directions  with  another  microphone 

mounted  in  the ear  canal providing an error  signal. This approach would use both a noise  reduction 

system and active noise control (ANC) to create a quiet zone directly at the membrane of the ear‐drum 

(Figure 6). Doclo et al, [2007] and Serizel et al, [2010] have indicated that such a simple system will not 

work as the delay in the sound (and noise) introduced by the noise reduction system confuses the ANC  

 

Page 14: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 14 

 

 

 

 

 

 

 

               

 

 

software,  necessitating  an  investigation  of  how  the  noise‐reduction  and ANC  can  be  integrated.   An 

important  question  to  consider  is  whether  the  hearing  aid  DSP  chip  has  the  power  to  handle  this 

situation, both in terms of battery power and computational power. One solution might be to use a bi‐

directional Bluetooth connection to off‐load the audio signals captured by the aid to an external SSSH! 

system  for  calculation  of  the  anti‐noise  sound  solution, which  is  then  transmitted  back  to  the  aid.  

However, although this might avoid increasing the size of the hearing aid to permit inclusion of a more 

computationally  powerful  processor,    it  is  unclear  whether  the  power  needed  for  a  Bluetooth 

transmitter would  drain  the  battery  power  any  slower  than  if  the  hearing  aid  DSP  chip  did  all  the 

calculations. 

Conclusion 

The authors started this article with the  intention to examine the practicality of using a home theatre 

system, and some student experiences with the Analog Devices SHARC DSP processor, to cancel a noise 

annoyance in one Calgary community, the Ranchlands Hum.  We went on to examine a wider variety of 

noise  pollution  issues,  and  come  up with  an  unexpected  conclusion.  It would  appear  that  standard 

hearing aid equipped with an ear mold and used as a zero gain, all‐pass amplifier offers a possible short‐

term  solution  to  removing  low  frequency noise annoyances while attempts  are made  to  identify  the 

noise source and apply corrective measures.  

Short term investigations of noise related algorithms are very appropriate for summer or term projects 

for engineering students. For example, SSSH! could be re‐configured to form a simple tool to hunt down 

quiet spots from the Ranchlands Hum in a home. The same frequency analysis that would allow SSSH! to 

power  a  series of  speakers  to  attempt  to produce  the  anti‐noise  signals  could be used  to  activate  a 

series of LEDs. This would provide a basic tool could be used by a home owner in their investigations on 

the Hum. Firms interested in putting in a couple of hours per month mentoring such students in acoustic 

projects  to  avoid  ‘errors  that  are  obvious  once  somebody  shows  you  that  they  are  obvious’  should 

contact Mike Smith (smithmr @ ucalgary.ca). After all, the industrial saying “Experience is what you get 

just after you needed it the most” translates into an academic environment as “Experience is earned, not 

learned”. 

Noise reduction system

Active Noise Control

tympanic membrane

ear-canal

ANC-Feedback signal

Noise leaking

 

Figure 6: Principle of cascading Noise Reduction and Active Noise Control    

Page 15: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 15 

Acknowledgements 

Financial  support provided  through  an  industrial  collaborative  research  and development  grant  from 

Analog Devices, CDL Systems and Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC) of Canada: 

CRD‐365295.   Additional support provided by the University of Calgary, Canada. The SHARC evaluation 

boards  are made  available  through Analog Devices University Donation program. M.  Smith has been 

Analog  Devices  University  Ambassador  in  Canada  since  2004.  Thanks  to  Richard  Patching  (Patching 

Associates, Calgary) and Casey Fisher and Debbie (APEX Hearing Systems, Calgary) for useful discussions.  

References  

Active  systems  for  dynamic  markets,  2007.Conference  proceedings,    23./24.05.2007,  Göttingen,  Adaptronic Congress  

 Analog  Devices  (2011).  Analog  Devices  SHARC  processors  www.analog.com/en/embedded‐processing‐

dsp/sharc/products/index.htmlpages. Accessed 5th  April, 2011.  Benesty J, Chen J, Huang Y, Cohen I, (2009). Noise Reduction in Speech Processing, Springer‐Verlag, Berlin.  

CTV, Calgary, (2010). Low‐level buzz remains mystery, calgary.ctv.ca/servlet/an/local/CTVNews/20100930/ 

CGY_ranchlands_hum_100930/20100930/?hub=CalgaryHome, accessed 10 April, 2011. 

Doclo, S., Spriet, A., Wouters, J., Moonen, M., (2007). Frequency‐domain criterion for the speech distortion 

weighted multichannel wiener filter for robust noise reduction, Speech Communications. Vol. 49, no. 7‐

8, pp. 636‐656. 

Drussel,  D.  (2011).  Acoustic  Demos,    paws.kettering.edu/~drussell/demos.html  and  Acoustic  Animations  

paws.kettering.edu/~drussell/Demos/rad2/mdq.html 

 

Hawkins DB. ,Cook J. (2003). Hearing aid software predictive gain values: How accurate are they? Hearing Journal, Volume 56 (7), pp 26‐34. 

Ising H, Kruppa B. (2004). Health Effects caused by Noise: Evidence in the Literature from the Past 25 Years,  Noise 

Health, Vol. 22,  pp 5‐13.  I 

llgen, A., Wittstock, V., Schirmer, W., Wiedemann, L.., (2007). Active vibration absorber for gear box noise 

reduction in wind turbines, Fraunhofer Publica (Germany).   

Illgen, A., (2008). ‘Anti‐noise’ silences wind turbines, www.physorg.com/news137678081.html. Accessed 13 April, 

2011. 

Kotchorek, R., M. R. Smith, V. Garousi, (2010). Development of a basic mobile phone application, Circuit Cellar 

magazine, December.  

Kotchorek, R., M. R. Smith, V. Garousi, (2011). Adding health monitoring capability to a mobile phone application, 

Circuit Cellar magazine, January. 

Page 16: SSSSH! Using a Home Theatre System and Other Devices to ...people.ucalgary.ca/~smithmr/2017webs/encm515_enel... · SSSSH! – Using a Home Theatre System and Other Devices to Provide

  2011 Spring Noise Conference, Banff Page 16 

Malte S ,  Schmitt S. (2008). Realization of an Adaptive Algorithm with Subband Filtering Approach for Acoustic 

Echo Cancellation in Telecommunication Applications, DSPecialists GmbH Berlin, Germany. 

Marasco, E.  (2010). Real‐time  time‐frequency analysis based on  the ultra‐fast S‐transform, University of Calgary Students’ Union Undergraduate Research Symposium, 2010. 

Negron, C.D., (1966). Digital one‐third octave spectral anlysis, Journal of the CM, Volume 13(4), 605 – 614. 

Neugebauer R., Linke M., Drossel  W‐G.,  Kunze H., Ullrich M. (2010). Aktiver Tilger zur Unterdrückung tonaler 

Schallemissionen an Windenergieanlagen,  VDI‐Berichte 2088, ISBN: 978‐3‐18‐092088‐7, 35‐44. 

Oerlemans, S.; Fisher, M.; Maeder, T.; Kogler, K. (2008). Reduction of Wind Turbine Noise using Optimized Airfoils 

and Trailing‐Edge Serrations, 14th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (29th AIAA Aeroacoustics 

Conference). 

Pedersen E., Persson Waye K. (2007), Wind turbine noise, annoyance and self‐reported health and well‐being in 

different living environments, Occup Environ Med, Vol.64, pp 480‐486.  

Piper, G., Watkins,  J., Wick,  C.,  Avramov‐Zamurovic,  S.,  (2001). Design  of  an  Electronic Muffler  ‐  A DSP  Based Capstone  Design  Project,  www.usna.edu/Users/weapsys/avramov/education /AC_2001Paper214muffler.PDF, Accessed 12 April, 2011.    

Pont, M.  J  (2005).    Patterns  for  time‐triggered  embedded  systems: Building  reliable  applications with  the  8051 family of microprocessors, Addison Wesley. 

Ranchlands,  2011.  Unidentified  noise  in  Calgary,  unidentifiednoiseincalgary.blogspot.com/,  accessed  10  April, 2011. 

Smith,  M.  R.  (2004  to  2011),  ENCM511  and  ENCM515  embedded  system  development  courses, www.enel.ucalgary.ca/People/Smith, accessed 5th April 2011. 

Serizel R., Moonen M., Wouters J., Holdt Jensen S., (2010). Integrated Active Noise Control and Noise Reduction in Hearing Aids, IEEE TRANSACTIONS ON AUDIO, SPEECH, AND LANGUAGE PROCESSING, VOL. 18, NO. 6, AUGUST 2010 

Somers,  V.K.,  White,D.P.,  Amin,  R.,  Abraham,  W.T.,  Costa,  F.,  Culebras,  A.,  et  al.,  2008.  Sleep  apnea  and cardiovascular  disease:  an  American  heart  association/American  college  of  cardiology  foundation scientific statement, J. American College of Cardiology, Vol. 52  pp. 686–717. 

Vaseghi, S.V., (2008). Advanced Digital Signal Processing and Noise Reduction, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, West Sussex. 

Widrow, B., Stearns, (1985). S.D., Adaptive Signal Processing, Prentice Hall, Englewood Cliffs,  NJ.