[發明專利]一種基于系數平滑的頻域有源噪聲控制系統

有效

• 申請號: 202110964906.5
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113421541B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 陳鍇;劉曉峻;狄敏;姚志強;陸章其
• 申請（專利權）人: 南京南大電子智慧型服務機器人研究院有限公司;江蘇南大電子信息技術股份有限公司;南京敏嘉數據科技有限公司
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

本發明公開了一種基于系數平滑的頻域有源噪聲控制系統，包括依次連接的后端控制濾波器、系數平滑器、前端控制濾波器，所述系數平滑器根據得到的后端控制濾波器時域系數對前端控制濾波器時域系數進行平滑，并更新前端控制濾波器，限制因系數變化過大帶來的系統雜音，進而提高有源噪聲控制系統的穩定性和有效性。本發明解決了使用頻域算法的有源噪聲控制系統出現的雜音問題。

技術領域

本發明涉及一種系數平滑的頻域有源噪聲控制系統，屬于噪聲控制技術領域。

背景技術

近年來，隨著人們對周圍聲學環境要求的不斷提高，有源噪聲控制越來越受到重視。有源噪聲控制是一種利用反向聲波對實際噪聲進行消除的技術。與傳統的被動噪聲控制相比較，有源噪聲控制對較難控制的低頻噪聲更為有效，再加上其體積小配置靈活等特點，具有較為廣泛的應用前景。與傳統的有源噪聲控制方法相比較，頻域有源噪聲控制控制具有較高的運行效率，因此，它是有源噪聲控制系統的一種重要實現方法，但是頻域有源噪聲控制以數據幀為單位對信號進行實時處理，當數據幀比較大時，幀與幀之間的處理結果存在較大的差異，導致信號的不連續，從而產生異響，甚至會影響到有源噪聲控制系統的穩定性，該問題嚴重制約了頻域有源噪聲控制控制的應用和推廣。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于系數平滑的頻域有源噪聲控制系統，包括前端控制濾波器、后端控制濾波器、系數平滑器，其中，系數平滑器用于對頻域有源噪聲控制系統的后端控制濾波器中的系數進行平滑，并更新前端控制濾波器，限制因系數變化過大帶來的系統雜音，進而提高有源噪聲控制系統的穩定性和有效性。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于系數平滑的頻域有源噪聲控制系統，包括依次連接的后端控制濾波器、系數平滑器、前端控制濾波器，其中：

后端控制濾波器用于頻域有源噪聲控制系統的前半段系數的濾波，得到后端控制濾波器時域系數。根據得到的后端控制濾波器時域系數采用最小均方方法更新后端控制濾波器。

所述系數平滑器根據得到的后端控制濾波器時域系數對前端控制濾波器時域系數進行平滑，并更新前端控制濾波器。

所述前端控制濾波器用于根據更新后的前端控制濾波器對參考信號進行濾波，得到濾波后的參考信號。將濾波后的參考信號發送給頻域有源噪聲控制系統的聲學路徑得到控制信號。

優選的：所述系數平滑器通過下式對前端控制濾波器時域系數進行平滑：

其中，是數據幀序列，是前端控制濾波器在第幀的第階時域系數，是后端控制濾波器在第幀的第階時域系數，是取實數符號操作，是取最小值操作，是絕對值操作，是平滑因子，是更新上限閾值。

優選的：所述平滑因子的取值范圍：。

優選的：所述更新上限閾值的取值范圍：。

系數平滑器中，平滑因子和更新上限閾值的取值起到了關鍵的作用，具體的：

1.平滑因子的取值決定系統的平滑速度，平滑因子取大于0但遠小于1的值。若平滑因子過大，則平滑速度過快，會使得系統抑制塊效應產生的噪聲能力減弱，影響處理的效果。若平滑因子過小，則平滑速度過慢，會使得系統更新的聲場傳遞函數的速度較慢。因此，在實際應用中，一般需要根據聲學環境來確定平滑因子的取值：當聲學環境的時變特性較弱時，對系統的聲場跟蹤要求較低時，可使用較小的平滑因子。當聲學環境的時變特性較強，對系統的聲場跟蹤要求較高時，則使用較大的平滑因子。