【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及主動噪聲控制的，尤其涉及一種魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法。
技術介紹
1、近二十年來，主動噪聲控制(anc:active?noise?control)的研究與開發一直是人們感興趣的課題。相較于傳統的被動噪聲控制技術，anc在低頻噪聲處理方面展現出了顯著的優勢。在傳遞的方法中，anc通常由四部分組成：用于產生噪聲聲波的揚聲器以及減弱噪聲的抗噪揚聲器、用于迭代更新算法的自適應濾波器、以及用于對自適應濾波器進行更新的誤差信號。
2、anc面臨的主要挑戰是在高強度脈沖背景噪聲環境下，算法的性能可能會下降以及在次級路徑發生變化時，同時，算法的跟蹤能力隨之下降。
3、為了解決這一技術問題，一些改進方法被相繼提出，較成熟的方法有以下兩種：
4、(1)采用對數函數變換(fxloglms)的主動噪聲消除法
5、參考文獻1：《一種基于對數變換的主動脈沖噪聲控制算法(an?active?impulsivenoise?control?algorithm?with?logarithmic?transformation)》。該方法通過最小化誤差信號的平方對數變換，從而消除了魯棒anc算法閾值估計的需要，降低了算法的計算復雜度，然而，當誤差信號|e(i)<1|，fxloglms算法存在盲區。
6、(2)采用雙曲正切函數變換(fxatanlms)的主動噪聲消除法
7、參考文獻2：《基于可調雙曲正切函數的主動脈沖噪聲控制算法(activeimpulsive?no
技術實現思路
1、針對現有技術追蹤能力較差、存在算法盲區的技術問題，本專利技術提出一種魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，該方法對通信系統中的語音噪聲的消除效果好，計算復雜度低，收斂速度快，穩態誤差低。
2、為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：一種魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，步驟包括：
3、s1：利用麥克風進行初級噪聲信號采集；
4、s2：對初級噪聲信號進行權值向量更新，通過更新后的補償信號和主噪聲計算得
5、到誤差信號；
6、s3：利用誤差信號對次級路徑建模中自適應濾波權值進行更新；
7、s4：令i＝i+1，重復步驟s1-s3直至對噪聲的控制。
8、步驟s1所述進行初級噪聲信號采集的方法為：
9、利用麥克風對當前i時刻的初級噪聲信號x(i)進行采集，將初級噪聲通過主路徑p(z)之后得到需要消除的主噪聲d(i)，主噪聲d(i)公式為：
10、d(i)＝x(i)*p(i)；
11、其中，p(i)為p(z)的的時域表示。
12、所述初級噪聲信號的表達式為：
13、x(i)＝[x(i),x(i-1),…,x(i-l+1)]t；
14、其中，l為濾波器的抽頭數，上標t代表轉置；x(i),x(i-1),…,x(i-l+1)表示麥克風采集的噪聲信號。
15、步驟s2所述通過更新后的補償信號和主噪聲計算得到誤差信號的方法為：
16、將輸入信號x(i)經過次級路徑進行延時補償得到補償信號r(i)，具體公式為：
17、r(i)＝x(i)*s(i)；
18、其中，s(i)為次級路徑建模中自適應權值矢量；
19、將延時補償得到補償信號r(i)輸入自適應濾波器，通過自適應濾波器后得到濾波值y(i)：
20、y(i)＝wt(i)r(i)；
21、其中，w(i)為自適應濾波器的權值系數；
22、將需要消除的主噪聲d(i)與自適應濾波器輸出的濾波值y(i)相減得到算法的誤差信號e(i)：
23、e(i)＝d(i)-y(i)。
24、步驟s3所述通過更新后的補償信號和主噪聲計算得到誤差信號的方法為：
25、利用lms算法對次級路徑實現實時更新，對采集過程中的時延進行補償噪聲；
26、分別定義當前i時刻的隨機高斯白噪聲gc(i)和次級路徑的自適應權值矢量s(i)；隨機高斯白噪聲gc(i)通過次級路徑的輸出ys(i)：
27、ys(i)＝gc(i)s(i)；
28、將得到的誤差信號e(i)與輔助噪聲路徑的輸出即次級路徑的輸出ys(i)相減，得到調節次級路徑的誤差信號es(i)：
29、es(i)＝e(i)-ys(i)；
30、通過誤差信號es(i)和輔助噪聲向量gc(i)實現次級路徑的實時更新。
31、所述實現次級路徑的實時更新的方法為：
32、更新公式如下：
33、s(i+1)＝s(i)+μses(i)gc(i)；
34、其中，s(i)為次級路徑建模模塊中i時刻的自適應濾波器權值矢量，μs是用于更新次級路徑建模的步長參數。
35、所述μs的取值范圍為0.0001～0.1。
36、步驟s3所述在主路徑建模中自適應濾波權值更新的方法為：
37、通過設計魯棒的代價函數，定義代價函數如下：
38、
39、其中，參數c為影響殘差的變換程度，erf是高斯誤差函數。
40、對上述公式進行偏導數計算，可以得出：
41、
42、其中，
43、根據梯度下降法，主路徑建模中自適應濾波權重更新方程可描述如下：
44、
45、其中，μ是噪聲消除器的步長。
46、所述μ的取值范圍為0.001～0.1。
47、步驟s4所述重復步驟s1-s3直至對噪聲的控制的方法為：
48、通過主動噪聲控制系統，重復步驟s1-s3直至產生一個與噪聲幅度相同、相位相反的噪聲，來實現對噪聲的抵消。
49、本專利技術的有益效果為：與傳統的方法不同，本申請提出的方法所使用的代價函數是一種結構為對數函數的魯棒非線性代價函數，相比其他魯棒代價函數，本申請提出的代價函數具有更好的容差性和平滑性，因此其在抑制脈沖干擾方面可以表現出優越的性能，該方法對通信系統中的語音噪聲的消除效果好，計算復雜度低，收斂速度快，穩態誤差低。此外，考慮到次級路徑發生變化時算法的性能可能會下降，采用自適應次級路徑建模對其進行補充。
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1.一種魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，所述初級噪聲信號的表達式為：
4.根據權利要求3所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
5.根據權利要求3或4所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，步驟S3所述通過更新后的補償信號和主噪聲計算得到誤差信號的方法為：
6.根據權利要求5所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
7.根據權利要求6所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，所述μs的取值范圍為0.0001～0.1。
8.根據權利要求7所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
9.根據權利要求8所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，所述μ的取值范圍為0.001～0.1。
10.根據權
...【技術特征摘要】
1.一種魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，步驟包括：
2.根據權利要求1所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
3.根據權利要求2所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，所述初級噪聲信號的表達式為：
4.根據權利要求3所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，
5.根據權利要求3或4所述的魯棒的在線次級路徑建模主動噪聲控制方法，其特征在于，步驟s3所述通過更新后的補償信號和主噪聲計算得到誤差信號的方法為：
【專利技術屬性】
技術研發人員：溫鵬偉，喬百豪，柴旭朝，瞿博陽，楊輝，卞芳方，肖巖，
申請(專利權)人：中原工學院，
類型：發明
國別省市：
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