[發明專利]基于誤差平方與誤差平方對數之差最小的凸組合降噪方法

有效

• 申請號: 201810816410.1
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109147753B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 趙海全;宋普查
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種基于誤差平方與誤差平方對數之差最小的凸組合降噪方法，其步驟如下：

A、參考信號采集

采集噪聲源附近的聲音傳感器的輸出信號，得到當前時刻n的參考信號的離散值x(n)，將當前時刻n到時刻n-L+1之間的參考信號的離散值x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)，構成當前時刻n的自適應濾波器輸入向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-L+1)]^T；其中L＝128是濾波器抽頭數，T代表轉置運算；

將當前時刻n的濾波器輸入向量X(n)通過凸組合自適應濾波器分別得到當前時刻n的大步長濾波器輸出信號y₁(n)，y₁(n)＝W₁^T(n)X(n)和當前時刻n的小步長濾波器輸出信號y₂(n)，y₂(n)＝W₂^T(n)X(n)；其中，W₁(n)和W₂(n)分別為當前時刻n凸組合自適應濾波器中的大步長濾波器的抽頭權向量和小步長濾波器的抽頭權向量，其初始值為零向量；

B、凸組合

將當前時刻n的大步長濾波器輸出信號y₁(n)和小步長濾波器輸出信號y₂(n)，通過當前時刻n的大步長濾波器權重λ(n)進行凸組合，得到當前時刻n的濾波器組合輸出信號y(n)，y(n)＝λ(n)y₁(n)+(1-λ(n))y₂(n)；

其中，大步長濾波器權重λ(n)的計算公式為取值范圍為0～1；α(n)為當前時刻n的混合參數，其初始值為0；

再將當前時刻n的濾波器組合輸出信號y(n)送揚聲器，由揚聲器發出當前時刻n的揚聲器輸出信號其中，*表示卷積運算，s為揚聲器的脈沖響應；

同時，計算出當前時刻n的揚聲器輸出信號中的大步長分量和當前時刻n的揚聲器輸出信號中的小步長分量

C、殘余誤差信號

采集揚聲器附近的聲音傳感器的輸出信號，得到當前時刻n抵消噪聲后的聲音信號d(n)，并得出當前時刻n的殘余誤差信號e(n)，進而分別得到當前時刻n的大步長殘余誤差信號e₁(n)，和當前時刻n的小步長殘余誤差信號e₂(n)，

D、組合濾波器抽頭權向量更新

如果當前時刻n的混合參數α(n)小于混合參數閾值σ，則下一時刻n+1的大步長濾波器的抽頭權向量W₁(n+1)和小步長濾波器的抽頭權向量W₂(n+1)分別為：

如果當前時刻n的混合參數a(n)大于等于混合參數閾值σ，則下一時刻n+1的大步長濾波器的抽頭權向量W₁(n+1)和小步長濾波器的抽頭權向量W₂(n+1)分別為：

其中，μ₁為大步長濾波器的步長，其取值為0.008～0.01；μ₂為小步長濾波器的步長，其取值為0.003～0.008；φ是正閾值參數，其取值為0.0001～0.01；混合參數閾值σ的取值為4～5；

E、濾波器權重更新

更新得到下一時刻n+1的混合參數a(n+1)：

其中，μ_α是一個常數,取值范圍為1～1000；

更新得到下一時刻n+1的大步長濾波器權重λ(n+1)：

F、濾波器權重限定

如果下一時刻n+1的混合參數α(n+1)小于混合參數閾值σ的負值，即α(n+1)＜-σ，則令α(n+1)＝-σ；如果下一時刻n+1的混合參數α(n+1)大于等于混合參數閾值σ，即α(n+1)≥σ，則令α(n+1)＝σ；

G、重復

令n＝n+1,重復A～F的步驟。