[發(fā)明專利]一種多通道有源降噪頭靠的降噪方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010401900.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111583896B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州靜聲泰科技有限公司
• 主分類號(hào): G10K11/178
• 分類號(hào): G10K11/178
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 劉鑫

1.一種多通道有源降噪頭靠的降噪方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）通過(guò)裝載在頭靠上的采集計(jì)算模塊得到耳廓空間位置信息；

（2）選定耳廓上某一特征點(diǎn)作為抓取點(diǎn)，將所述抓取點(diǎn)的空間坐標(biāo)定義為虛擬誤差傳聲器的空間坐標(biāo)；

（3）通過(guò)裝載在所述頭靠上的已知空間坐標(biāo)的物理傳聲器和次級(jí)聲源，計(jì)算得到從所述次級(jí)聲源和所述物理傳聲器到所述虛擬誤差傳聲器的時(shí)延值，所述物理傳聲器包括物理參考傳聲器和物理誤差傳聲器；所述次級(jí)聲源至所述虛擬誤差傳聲器的虛擬次級(jí)路徑傳遞函數(shù)矩陣為Gvu，所述物理誤差傳聲器與所述虛擬誤差傳聲器之間的初級(jí)聲場(chǎng)傳遞函數(shù)矩陣為M，由于所述次級(jí)聲源與所述物理誤差傳聲器位置固定，使用離線建模的方式獲得固定的所述次級(jí)聲源至固定的所述物理傳聲器的物理次級(jí)路徑傳遞函數(shù)矩陣Gpu；

（4）所述物理參考傳聲器采集噪聲產(chǎn)生參考信號(hào)，所述物理誤差傳聲器采集噪聲產(chǎn)生物理誤差信號(hào)e_p；將所述參考信號(hào)和所述物理誤差信號(hào)傳遞給自適應(yīng)控制器，所述自適應(yīng)控制器根據(jù)傳遞函數(shù)矩陣Gvu、M和Gpu以及所述次級(jí)聲源的強(qiáng)度計(jì)算得到虛擬誤差信號(hào)e_v，所述自適應(yīng)控制器根據(jù)所述參考信號(hào)與所述虛擬誤差信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生消聲信號(hào)，并傳遞給所述次級(jí)聲源；所述次級(jí)聲源接收所述自適應(yīng)控制器傳來(lái)的所述消聲信號(hào)并發(fā)出聲音，對(duì)原有噪聲進(jìn)行抵消降噪，使所述虛擬誤差傳聲器處的聲壓幅值平方最??；

在步驟（1）中，所述采集計(jì)算模塊包括RGB-D相機(jī)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型；所述卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型用于識(shí)別人耳耳廓；所述RGB-D相機(jī)包括彩色傳聲器和深度傳聲器，根據(jù)兩者之間的外參構(gòu)建彩色圖像數(shù)據(jù)與深度數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，以得到以像素坐標(biāo)[u,v]形式存在的圖像，利用內(nèi)參進(jìn)行坐標(biāo)系變化以得到空間坐標(biāo)P（x,y,z）；

所述多通道有源降噪頭靠的降噪方法采用多通道自適應(yīng)前饋控制系統(tǒng)，使用可移動(dòng)的虛擬誤差傳聲器作為誤差傳聲器，建立模型如下：

設(shè)控制系統(tǒng)有L個(gè)次級(jí)聲源、個(gè)物理傳聲器、個(gè)移動(dòng)虛擬誤差傳聲器；移動(dòng)虛擬誤差傳聲器的時(shí)變位置包含在大小為3×的矩陣中，定義為：

（2）；

其中每個(gè)移動(dòng)虛擬位置由相對(duì)于一個(gè)參考系的三個(gè)空間坐標(biāo)定義：

（3）；

計(jì)算模型需要在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)都知道個(gè)移動(dòng)虛擬誤差傳聲器的空間坐標(biāo)，通過(guò)步驟（2）得到移動(dòng)虛擬誤差傳聲器的空間坐標(biāo)；

在移動(dòng)的虛擬位置上計(jì)算虛擬誤差信號(hào)的估計(jì)值，

在移動(dòng)虛擬傳感算法中，首先需要獲得個(gè)空間坐標(biāo)固定的虛擬誤差傳聲器的虛擬誤差信號(hào)的估計(jì)值；設(shè)移動(dòng)虛擬誤差傳聲器的空間虛擬位置被限制在一個(gè)有限的三維區(qū)域中，此時(shí)空間位置固定的虛擬誤差傳聲器也就位于所述三維區(qū)域中，個(gè)空間坐標(biāo)固定的虛擬誤差傳聲器位置的向量由式（4）給出；

（4）；

則每個(gè)空間坐標(biāo)固定的虛擬位置由相對(duì)于一個(gè)參考系的三個(gè)空間坐標(biāo)定義：

（5）；

空間位置固定的虛擬誤差傳聲器的誤差信號(hào)估計(jì)值由物理誤差傳聲器信號(hào)與次級(jí)聲源強(qiáng)度傳遞函數(shù)得到：

（6）；

其中，為物理誤差傳聲器的物理誤差信號(hào)，是階數(shù)為的次級(jí)聲源到物理誤差傳聲器的傳遞函數(shù)矩陣，是階數(shù)為的次級(jí)聲源到虛擬誤差傳聲器的傳遞函數(shù)矩陣，為次級(jí)聲源的強(qiáng)度矢量；

將兩個(gè)次級(jí)通道傳遞函數(shù)矩陣建模成兩個(gè)FIR或兩個(gè)IIR濾波器；在系統(tǒng)辨識(shí)的初級(jí)階段，將階數(shù)為的從空間坐標(biāo)固定的物理傳聲器到虛擬誤差傳聲器之間的次級(jí)通道傳遞函數(shù)矩陣建模成一個(gè)FIR或IIR濾波器；個(gè)物理誤差傳聲器的初級(jí)噪聲信號(hào)為：

（7）；

空間位置固定的虛擬誤差傳聲器的初級(jí)噪聲估計(jì)值為：

（8）；

由此空間位置固定的虛擬誤差傳聲器的總的虛擬誤差信號(hào)的估計(jì)值為：

（9）；

根據(jù)所述移動(dòng)虛擬傳感算法，通過(guò)對(duì)空間坐標(biāo)固定的虛擬誤差傳聲器的虛擬誤差信號(hào)進(jìn)行空間插值，可以獲得在移動(dòng)的虛擬位置上的虛擬誤差信號(hào)的估計(jì)值。