[發明專利]用于單通道反饋有源噪聲控制系統的相對路徑虛擬傳感方法

有效

• 申請號: 202110234745.4
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113096629B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 史創;賈卓穎;謝榮;李會勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周劉英

1.用于單通道反饋有源噪聲控制系統的相對路徑虛擬傳感方法，其特征在于，包括下列步驟：

訓練步驟：將虛擬麥克風臨時放置在期望的降噪位置，物理麥克風放置在遠離有源靜區的位置，建立并訓練物理麥克風與虛擬麥克風之間的傳遞模型，所述傳遞模型包括相對初級路徑模型和相對次級路徑模型，用以獲取相對初級路徑模型的脈沖響應函數和相對次級路徑模型的脈沖響應函數；

其中，相對初級路徑模型指：物理初級通路與虛擬初級通路之間的模型，相對次級路徑模型指：物理次級通路與虛擬次級通路之間的模型；

對所述傳遞模型的訓練過程為：

對所建立的相對初級路徑模型和相對次級路徑模型進行迭代更新，當相對初級路徑模型中的虛擬位置處的誤差信號和相對次級路徑模型中的虛擬位置處的誤差信號滿足預置的收斂條件時，停止迭代更新，并基于當前迭代更新后的初級路徑模型和相對次級路徑模型得到對應的脈沖響應函數；

控制步驟：在目標有源靜區不放置誤差麥克風的情況下，自適應控制濾波器基于物理麥克風的實時輸出和訓練步驟獲得的相對初級路徑模型的脈沖響應函數和相對次級路徑模型的脈沖響應函數進行權系數的迭代更新，直至目標虛擬位置處形成有源靜區；

自適應控制濾波器進行權系數的迭代更新為：

基于相對初級路徑模型的脈沖響應函數和相對次級路徑模型的脈沖響應函數獲取虛擬位置估計處的干擾信號和抗噪信號，兩者的疊加得到虛擬位置處估計的誤差信號，自適應控制濾波器通過該誤差信號和濾波參考信號進行迭代更新。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述自適應控制濾波器為噪聲控制濾波器。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述相對初級路徑模型為：

其中，下標m、v分別表示物理位置和虛擬位置，c_p(n)表示相對初級路徑模型的脈沖響應函數，x(n)表示噪聲源信號的矢量形式，物理初級通路p_m(n)表示噪聲源到物理麥克風之間的脈沖響應函數，虛擬初級通路p_v(n)表示噪聲源到虛擬麥克風之間的脈沖響應函數，*表示卷積運算，d_m(n)、d_v(n)分別表示當前時刻物理麥克風和虛擬麥克風測得的干擾信號，其矢量形式分別表示為：

d_v(n)＝[d_v(n),d_v(n-1),...,d_v(n-N+1)]^T

d_m(n)＝[d_m(n),d_m(n-1),...,d_m(n-N+1)]^T

其中，N表示采樣長度；

所述相對次級路徑模型為：

其中，y(n)表示控制源信號的矢量表示，c_s(n)表示相對次級路徑模型的脈沖響應函數，y_m(n)、y_v(n)分別表示物理麥克風和虛擬麥克風測得的抗噪信號，物理次級通路s_m(n)表示次級揚聲器到物理麥克風之間的脈沖響應函數，虛擬次級通路s_v(n)表示次級揚聲器到虛擬麥克風之間的脈沖響應函數。

4.如權利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，自適應控制濾波器進行權系數的迭代更新的方式為：

通過公式對權系數矢量進行更新，其中，w_RP(n)表示更新前的權系數矢量，w_RP(n+1)表示更新后的權系數矢量，μ表示自適應控制濾波器的步長參數，r(n)表示濾波參考信號，且其中表示物理次級通路的脈沖響應函數的估計值，表示當前估計的虛擬位置處的誤差信號。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，確定目標虛擬位置處形成有源靜區的方式為：

根據公式計算降噪效果Reduction，當Reduction大于或等于指定閾值時，則確認目標虛擬位置形成有源靜區，其中，e_v(n)表示虛擬位置處的誤差信號。