[發明專利]一種基于EMFNL濾波器在線建模次級通道的有源降噪方法

有效

• 申請號: 202010111534.7
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN113299260B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 周恒瑞;郭新年;金德飛;李亞洲;陳萬;趙正敏;馬從國;唐中一
• 申請（專利權）人: 淮陰工學院
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

本發明涉及有源噪聲控制領域，公開了一種基于帶線性部分偶鏡像傅里葉非線性（EMFNL,Even Mirror Fourier Nonlinear with Linear section）濾波器在線建模次級通道的有源降噪方法，其包括S1采集噪聲源信號；S2構建控制EMFNL濾波器抽頭并簡化；S3對S2中濾波器抽頭，構建控制權系數并初始化；S4對S3中權系數和S2中EMFNL濾波器進行卷積，生成反噪聲；S5自適應更新權系數；S6在線辨識次級通道，構建辨識濾波器抽頭，采用自適應算法辨識系數，并實時計算次級通道估計。與現有技術相比，本發明基于二階EMFNL濾波器的非線性在線建模次級通道，同時使用EMFNL濾波器作為控制濾波器，具有更強的適應性和更優的非線性處理能力。

技術領域

本發明涉及有源噪聲控制領域，涉及有源噪聲控制方法和非線性次級通道建模方法，尤其涉及一種基于帶線性部分偶鏡像傅里葉非線性(EMFNL,Even MirrorFourierNonlinear with Linear section)濾波器在線建模次級通道的有源降噪方法。

背景技術

基于疊加原理的有源噪聲控制(ANC,Active Noise Control)技術因成本低、低頻效果顯著、布控簡便等優勢，得到了廣泛研究和應用，未來極有可能成為封閉空間降噪的標配技術。

有源噪聲控制模型分為有次級通道模型和無次級通道模型。無次級通道模型方面，中國專利CN 101393736 B公開了一種無次級通道建模的有源噪聲控制方法，采用四個更新方向搜索的方法尋找最優系數，實時性差。中國專利CN 103915091 A公開了一種無次級通道建模模型方法，該方法需統計噪聲源信號和誤差信號功率，本質上屬于統計的方法，系統初始階段難以實現實時，且噪聲源有變化時，系統難以快速反應。因此有次級通道模型依然是目前的主要方向。國際專利WO2017/048480 EN 2017.03.23(中國專利CN 108352156A)和國際專利WO2017/048481 EN 2017.03.23(中國專利CN 108352157 A)公開了次級通道幅值和相位的估計方法，需對不同頻率分量進行估計，算法復雜。中國專利CN 109448686 A公開了一種在線次級建模有源噪聲控制系統，該系統使用線性次級通道模型，難以處理非線性次級通道情形。中國專利CN 109379652 A公開了一種耳機有源噪聲控制的次級通道離線辨識方法及系統，該次級通道采用無限沖激響應響應(IIR,Infinite ImpulseResponse)濾波器，該濾波器雖然可用更少的系數逼近線性濾波器，但IIR模型存在輸入有界輸出有界(Bounded Input Bounded Output,BIBO)準則下的不穩定情形。目前的有次級通道模型中，次級通道多采用離線建模的方法，離線建模對于模型不確定，或時變次級通道適用性差，甚至算法無效。

發明內容

發明目的：針對現有有源降噪技術中在線非線性次級通道建模缺失問題，本發明提出一種基于二階EMFNL濾波器的非線性次級通道在線建模，同時使用EMFNL濾波器作為控制濾波器的有源噪聲控制方法，該方法建模出的次級通道估計為在線、非線性模型，具有更強的適應性和更優的非線性處理能力。

技術方案：本發明提供了一種基于EMFNL濾波器在線建模次級通道的有源降噪方法，基于二階EMFNL濾波器非線性在線建模次級通道，同時使用EMFNL濾波器作為控制濾波器進行有源噪聲控制，該方法具體步驟包括：

S1：采集噪聲源信號；

S2：對S1中噪聲源信號，構建控制EMFNL濾波器抽頭，并簡化所述EMFNL濾波器抽頭；

S3：對S2中濾波器抽頭，構建控制權系數w(n)并對其進行初始化；

S4：對S3中權系數和S2中EMFNL濾波器進行卷積，生成反噪聲y(n)；

S5：給出EMFNL濾波器對應的權更新算法，自適應更新控制權系數w(n)；

S6：在線辨識次級通道：