[發明專利]在線迭代的聲重放系統頻響均衡方法和裝置

有效

• 申請號: 201210388256.5
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102883243A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 馬登永
• 申請（專利權）人: 蘇州上聲電子有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00;H03M13/11;H03M13/27
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;李艷

1.一種在線迭代的聲重放系統頻響均衡方法，包括如下步驟：

（1）將系統旋置均衡模式，設定聲源為噪聲信號，然后控制系統播放此噪聲信號，同時傳感器采集和記錄反饋信號；

（2）結合噪聲信號和反饋信號，利用逐級迭代的最小均方誤差準則依次估計出各級均衡器的參數；?

（3）級聯各級均衡器，形成合成均衡器；

（4）將合成均衡器置于信號處理通道，完成系統頻響均衡操作，然后將系統旋置正常播放模式。

2.根據權利要求1所述的在線迭代的聲重放系統頻響均衡方法，其特征在于：所述步驟（1）中的噪聲信號，為指定帶寬的白噪聲序列或者最大長度序列所產生的噪聲信號。

3.根據權利要求1所述的在線迭代的聲重放系統頻響均衡方法，其特征在于：所述步驟（2）中的利用逐級迭代的最小均方誤差準則依次估計出各級均衡器的參數，這種基于逐級迭代的最小均方誤差準則的各級均衡器參數估計過程如下：

a．假設輸入噪聲源信號的時域序列矢量為：

，

其中，是噪聲源信號時域離散序列的采樣點數；假設聲重放系統的時域脈沖響應序列表達式為：

，

其中，為系統時域脈沖響應的序列長度；假設傳感器采集的反饋信號的時域序列為：

，

其中“”代表兩個序列矢量之間進行卷積操作；在第1次迭代時，假定待求的第1個均衡器的時域脈沖響應序列的長度為，該響應序列矢量則表示為：

，

反饋信號經由待求的第1個均衡器處理后，得到經第1次均衡后的反饋信號表達式為：

，

結合聲源信號和第1次均衡后的反饋信號，根據最小均方誤差準則，計算出使聲源信號和均衡后反饋信號之間均方誤差取最小值時的均衡器參數矢量，作為第1次迭代時設計的第1個最優均衡器參數矢量的估計值，其表達式為：

；

根據最小均方誤差算法計算出最優均衡器參數矢量的估計值，其最優均衡器參數的計算過程是通過基于最小均方誤差的迭代算法來實現的，在第次迭代過程中，第1個最優均衡器參數的計算表達式如下：

，

其中代表聲源信號的延遲量；根據上述表達式可知，第1個最優均衡器的參數迭代過程，其中為步長，其取值滿足如下關系：

，

其中為矩陣的跡，，是矢量的共軛轉置矢量，而是由傳感器接收的反饋信號所成的長度為的時域序列矢量，在第個采樣時刻反饋信號的矢量表達式為：；

步長按照下面關系來選取：，

其中為矩陣的最大特征值；?

假定由最小均方誤差算法經次迭代計算后算法趨于收斂，此時第1個均衡器的參數估計值為：，對第1個均衡器的參數估計值進行歸一化處理，得到：

，

其中，是矢量的轉置矢量；

反饋信號經由第1個均衡器處理后，得到經第1次均衡后的反饋信號表達式為：

，

結合第1次均衡后的反饋信號和聲源信號，計算出經第1級均衡器處理后的反饋信號與聲源信號之間的均方根誤差值，其表達式如下：

，

b．按照步驟a中均衡器參數的估計過程，繼續完成第1、2、…、個均衡器的參數估計，假設在完成第個均衡器參數估計的基礎上，第個均衡器參數的估計過程如下：

經前個均衡器濾波處理后的反饋信號表示為：

，

經前個均衡器濾波處理后的反饋信號再經由待求的第個均衡器處理后，得到經前個均衡器處理后的反饋信號表達式為：

，

結合聲源信號和經個均衡器處理后的反饋信號，根據最小均方誤差準則，計算出使聲源信號和均衡后反饋信號之間均方誤差取最小值時的均衡器參數矢量，作為第次迭代時設計的第個最優均衡器參數矢量的估計值，其表達式為：?

,

根據最小均方誤差算法計算出最優均衡器參數矢量的估計值，其最優均衡器參數的計算過程是通過基于最小均方誤差的迭代算法來實現的，在第次迭代過程中，第個最優均衡器參數的計算表達式如下：

,

根據上述表達式可知，第個均衡器參數的迭代過程，其中步長的取值滿足如下關系：

,

，是矢量的共軛轉置矢量，而是經前個均衡器濾波處理后的反饋信號所組成的長度為的時域序列矢量，在第個采樣時刻經前個最優均衡器濾波處理后的反饋信號，其時域的矢量表達式為：；

步長按照下面關系來選?。?，

其中為矩陣的最大特征值；?

假定由最小均方誤差算法經次迭代計算后算法趨于收斂，此時第個均衡器的參數估計值為：，對第個均衡器的參數估計值進行歸一化處理，得到：

，

其中，是矢量的轉置矢量；經前個均衡器濾波處理后的反饋信號再經由第個均衡器處理后，得到經前個均衡器處理后的反饋信號，其表達式為：

，

結合經前個均衡器處理后的反饋信號和聲源信號，計算出經前級均衡器處理后的反饋信號與聲源信號之間的均方根誤差值，其表達式如下：

c．按照步驟b中均衡器參數的估計過程，繼續完成第、、…、個均衡器的參數估計，在完成第個均衡器的參數估計后，均衡根誤差值小于用戶設定的期望均方根誤差，算法不再繼續計算下一級均衡器的參數，停止迭代。