[發明專利]一種具有自適應多步長的揚聲器非線性參數辨識方法

有效

• 申請號: 202010159942.X
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111565353B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 沈勇;陳立;張兆奇;田興;夏潔
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00
• 代理公司: 國浩律師(南京)事務所 32284
• 代理人: 孟睿

本發明涉及一種具有自適應多步長的揚聲器非線性參數辨識方法。經過迭代更新獲得非線性參數，在每一次迭代中，均更新為參數設置的步長，其中，本發明可以以預設的增益倍數調整步長的大小，而不是僅為步長設置置零開關，從而加快了算法收斂速度；在工作過程中可以自動調整各個參數的步長，不需要人工對步長重復嘗試來進行針對性的優化，普適性強，效率與自動化程度高。本發明方法適用于各種型號、尺寸、用途的動圈揚聲器，相比于線性模型更加符合物理實際和應用場景。

技術領域

本發明涉及一種具有自適應多步長的揚聲器非線性參數辨識方法。

背景技術

動圈揚聲器造價便宜、技術成熟，在各種場景中具有廣泛的應用。但是它在大信號條件下工作時發出的聲音會產生明顯的失真，損害音質。對動圈揚聲器建立準確的非線性模型并辨識其參數是對失真進行控制的基礎。在現有諸多參數辨識方法中，基于非線性集總參數模型的梯度下降辨識方法形式簡單、物理意義明確，因此實用價值較高，應用最廣。但是這種參數辨識方法會受到步長這一超參數的影響，在實際應用中需要格外注意。若步長設置過大，則實現參數辨識方法的算法結果有可能發散并超過計算機表示范圍；若步長設置過小，則參數更新速度過緩，算法收斂所需時間過長。

為此，相關技術(參見：Bright A P,Jacobsen F,Polack J D,et al.Activecontrol of loudspeakers:An investigation of practical applications[J].2002.；揚聲器非線性系統辨識方法，中國，公開號CN 106068007A)為需要辨識的每個參數分別設定不同的固定步長，加快了算法收斂速度。但在這些技術方案中，步長的設定缺少具體方法或指導準則，需要依靠經驗與多次試驗獲得的，因此這些技術方案的計算效率與自動化程度較低。

后有研究者在上述固定步長方法的基礎上，為每個參數的步長設置了一個置零開關(參見：Klippel W.Adaptive stabilization of electro-dynamical transducers[C]//2014 22nd European Signal Processing Conference(EUSIPCO).IEEE,2014:1113-1117.；用于控制電聲轉換器的方法及裝置，中國，公開號CN 104756519A)。通過檢測輸入信號的統計特性來實時調整待辨識參數的個數，避免算法因為輸入信號頻譜過于稀疏而發散。這種方法增強了算法的魯棒性，但是只能做到自動開關，無法在辨識過程中調整步長的具體值，無益于加快算法收斂速度。

還有另一種技術，將參數步長與辨識中的誤差函數建立聯系，從而實現自適應調整步長的效果(參見Bright A.Adaptive IIR filters for loudspeaker parametertracking[C]//Audio Engineering Society Conference:32nd InternationalConference:DSP For Loudspeakers.Audio Engineering Society,2007.)。但是這種方法僅限于線性模型，難以應用于更復雜、參數繁多的非線性模型。

發明內容

本發明提出一種具有自適應多步長的揚聲器非線性參數辨識方法以克服上述缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種具有自適應多步長的揚聲器非線性參數辨識方法，根據公式(1)所示的方法，經過迭代更新獲得非線性參數w_k，

其中，w_k[n]為第n次迭代獲得的參數，w_k[n+1]為第n+1次迭代獲得的參數；

μ_k[n+1]為第n+1次迭代中使用的參數的步長，根據μ_k[n]更新后獲得；