[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

本發明公開了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，其步驟主要是：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，得到參考信號的離散值x(n)，其濾波器的輸入信號向量為X(n)＝[x(n),x(n?1),...,x(n?L+1)]^T；B、凸組合，將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)通過權重λ(n)進行凸組合得到組合濾波器輸出信號y(n)，y(n)＝λ(n)y₁(n)+(1?λ(n))y₂(n)；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，得到抵消噪聲后的聲音信號d(n)，并得出殘余誤差信號e(n)；D、組合濾波器抽頭權向量更新；E、濾波器權重更新；F、濾波器權重限定；G、重復，令n＝n+1,重復A～F的步驟。其收斂速度快，穩態誤差小，降噪性能好。

技術領域

本發明屬于噪聲的自適應控制技術領域。

背景技術

隨著人們生活水平日益提高，噪聲污染越來越引起人們的重視，特別是一些特殊的工作環境長時間處于嚴重噪聲下，在該處工作的人員身體健康會受到嚴重的影響；同時噪聲還會影響設備的性能，縮短設備的使用壽命。為了消除和減少這些危害和污染，必須采取有效的噪聲控制(降噪)措施，對日益嚴重的噪聲進行控制。

有源噪聲控制(降噪)技術是噪聲控制領域中近幾十年發展起來的一項新技術。隨著電子技術的發展，將自適應濾波器技術應用于有源噪聲控制，已成為有源噪聲控制研究的重點。這種降噪方法對于低頻噪聲能達到很好的降噪效果，并且具有體積小，重量輕，易于控制等優點；有源噪聲控制(降噪)就是根據兩個聲波相消性干涉或聲輻射抑制原理，通過算法估計出噪聲的大小、相位，進而生成一個與噪聲的聲波大小相等，相位相反的抵消聲源；抵消聲源與噪聲相互抵消，從而達到降噪的目的。

在目前的有源噪聲控制中，較常用的噪聲控制(降噪)方法是基于誤差平方最小準則，在濾波器權重更新時與殘余誤差e(n)相關的增量項為e(n)。其濾波器權重更新與殘余誤差e(n)成線性正相關，從而使得濾波器權重更新值對誤差較敏感，使得收斂速度較快，穩態誤差較小，但其收斂速度和穩態誤差還有待進一步提高。

發明內容

本發明目的就是提供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，該方法的收斂速度快，穩態誤差小，降噪效果好。

本發明實現其發明目的所采用的技術方案是，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