[發明專利]一種用于消減噪聲的有源噪聲控制方法

無效

• 申請號: 201010154601.X
• 申請日: 2010-04-26
• 公開（公告）號: CN101833949A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張瑞華;謝智波
• 申請（專利權）人: 浙江萬里學院
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種消減噪聲的方法，尤其是涉及一種用于消減噪聲的有源噪聲控制方法。

背景技術

現有的有源噪聲控制利用聲波的疊加原理，通過次級聲源產生一組與初級噪聲幅度相同相位相反的聲波，二者在誤差傳感器處相加，從而達到消減噪聲的效果。幾十年來，人們提出許多噪聲控制算法，其中最著名的是Widrow提出的濾波—X?LMS算法(FXLMS)。

鑒于FXLMS算法收斂速度慢，僅對窄帶噪聲效果好，對寬帶噪聲降噪效果差的情況，人們根據噪聲頻譜寬帶特性，提出了基于子帶自適應濾波器以及頻域FXLMS類的算法，但它們在初級參考噪聲路徑上引入了較多的時延，因而在寬帶噪聲控制上效果并不理想。為克服子帶濾波器對初級噪聲時延的影響，Morgan(1995)提出了一種無延時子帶濾波器結構，該結構利用快速傅里葉變換(FFT)，自適應濾波器系數在各子帶內分別調整，通過特定組合，再轉換到時域濾波器，然后產生控制信號。因其消除了對初級參考信號的時延，所以提高了算法的收斂速度。但該結構對不同的環境噪聲其子帶的分割數量必須謹慎設計，否則有可能造成收斂不好或無法收斂【陳志偉】，給實際應用帶來不便。

日本學者Yoji?Yamada【2006】等人提出了一種適合寬帶噪聲信號的有源噪聲控制結構，利用離散傅里葉變換—頻域抽樣濾波器(DFT_FSF)，將整個噪聲信號分成數千個子頻帶，每個頻帶用一個一階自適應濾波器進行處理，獲得了快速的收斂速度和寬帶處理范圍。但該方法也有一些不足：若噪聲信號為單頻或多個單頻信號，則收斂效果出現不穩定現象；該方法每個抽樣點都要進行兩次離散傅里葉變換DFT和一次逆DFT運算，盡管DFT可以用FFT完成，其總運算量也非?？捎^，這樣就對處理器提出了過高的要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在基本不降低算法性能的前提下大幅降低運算量，更適合實際應用的用于消減噪聲的有源噪聲控制方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種用于消減噪聲的有源噪聲控制方法，有源噪聲控制裝置包括：1個用于拾取初級噪聲源信號的參考傳感器、1個用以產生與初級噪聲源信號相反的抵消噪聲信號的次級源和1個用以拾取初級噪聲源信號與抵消噪聲信號相互抵消后的殘留信號的誤差傳感器，它包括以下步聚：

1)通過控制電路產生辨識激勵信號，將辨識激勵信號傳送到信號傳輸通道，使次級源發出激勵聲波，由誤差傳感器拾取激勵聲波，并送回控制電路，用普通的LMS算法對所述的次級源與所述的誤差傳感器之間的傳遞函數進行辨識，得到其系數向量S(n)的估計值；

2)在控制電路上讀取參考傳感器的初級噪聲源信號x(n)，根據公式y₁(n)＝W^T(n)X(n)得到自適應濾波器W(n)的輸出信號y₁(n)，上標T是轉置符號；

3)根據公式得濾波參考信號x_f(n)，根據公式y₂(n)＝V^T(n)X_f(n)得到DFT_FSF算法自適應濾波器V(n)的輸出信號y₂(n)；

4)將y₁(n)和y₂(n)相加后得到y(n)，y(n)一路經信號傳輸通道S(z)到達誤差傳感器處對誤差傳感器處的期望信號d(n)進行抵消后，得到誤差信號e(n)；另一路經信號傳輸通道S(z)的估計模型后與誤差信號e(n)相減，根據公式得到期望信號d(n)的估計值

5)對DFT_FSF算法自適應濾波器時域系數向量V(n)進行更新，并根據公式W(n+1)＝W(n)-μX_f(n)e(n)，對FXLMS算法自適應濾波器時域系數向量W(n)進行調整；

重復步驟2)～5)，使e(n)逐漸減小，從而實現在誤差傳感器處降低噪聲的目的。

對DFT_FSF算法自適應濾波器時域系數向量V(n)進行更新的具體步驟如下：