一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于噪聲消除領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制 方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，有源噪聲控制通過合理的控制算法驅(qū)動控制源產(chǎn)生合適的聲信號，用于在 誤差傳感器處抵消噪聲，進而實現(xiàn)局部空間乃至整體空間的降噪。因其可W W較低的成 本實現(xiàn)低頻噪聲的控制而受到人們的廣泛關(guān)注。有源噪聲控制的常用方法包括前饋控制 和反饋控制，前饋控制適用于可獲取噪聲參考信號的場合，而反饋控制則適用于只能使用 誤差傳感器的場合。為提升有源噪聲控制的總體效果，結(jié)合前饋和反饋控制的前反饋混 合控制系統(tǒng)越來越受到人們的重視。文獻[S. Elliott, Si即al Processing化r Active Control, Academic Press]詳細分析了兩種控制方法的特點并給出混合控制的實現(xiàn)方 案。混合控制既可W用模擬電路實現(xiàn)，也可W經(jīng)由模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換通過數(shù)字信號處理忍片 實現(xiàn)。相比較而言，數(shù)字方案由于可自適應(yīng)調(diào)整前反饋控制濾波器，且可W很容易地選擇 降噪頻帶，因此具備更高的靈活性。文獻[S.Elliott,Si即al Processing for Active ControLAcademic Press]給出的數(shù)字前反饋控制方案依賴于內(nèi)?？刂疲↖nternal Model Control)，系統(tǒng)復(fù)雜度較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制方法 及裝置，旨在通過自適應(yīng)控制方法調(diào)整濾波器參數(shù)，反饋控制方案和前饋控制方案復(fù)用同 一算法模塊，同時還可W降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。
[0004] 本發(fā)明實施例是運樣實現(xiàn)的，一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制方法， 所述方法包括： 陽0化]設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器；
[0006] 前饋控制濾波器對獲取到的參考信號進行濾波并獲得第一路控制信號，反饋控制 濾波器對獲取到的誤差信號進行濾波并獲得第二路控制信號；
[0007] 反饋控制濾波器根據(jù)誤差傳感器采集到的誤差信號進行自適應(yīng)迭代，前饋控制器 濾波器根據(jù)參考信號W及誤差信號進行自適應(yīng)迭代。
[0008] 進一步的，所述設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器均包括：設(shè)定階數(shù)和設(shè)定 自適應(yīng)迭代系數(shù)。
[0009] 進一步的，所述反饋控制濾波器與前饋控制濾波器在進行自適應(yīng)迭代時復(fù)用同一 個算法模塊，采用相同的算法。
[0010] 進一步的，所述算法包括：時域算法、頻域算法或子帶算法。
[0011] 進一步的，所述方法適用的有源噪聲控制場景包括：耳機用有源噪聲控制系統(tǒng)、車 用有源噪聲控制系統(tǒng)W及室內(nèi)空間有源噪聲控制系統(tǒng)。
[0012] 本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制 裝置，所述裝置包括：
[0013] 設(shè)定單元，用于設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器；
[0014] 噪聲控制單元，用于前饋控制濾波器對獲取到的參考信號進行濾波并獲得第一路 控制信號，反饋控制濾波器對獲取到的誤差信號進行濾波并獲得第二路控制信號；
[0015]自適應(yīng)單元，用于反饋控制濾波器根據(jù)誤差傳感器采集到的誤差信號進行自適應(yīng) 迭代，前饋控制器濾波器根據(jù)參考信號W及誤差信號進行自適應(yīng)迭代。
[0016] 進一步的，所述設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器均包括：設(shè)定階數(shù)和設(shè)定 自適應(yīng)迭代系數(shù)。
[0017] 進一步的，所述反饋控制濾波器與前饋控制濾波器在進行自適應(yīng)迭代時復(fù)用同一 個算法模塊，采用相同的算法。
[0018] 進一步的，所述算法包括：時域算法、頻域算法或子帶算法。
[0019] 進一步的，所述裝置適用的有源噪聲控制場景包括：耳機用有源噪聲控制系統(tǒng)、車 用有源噪聲控制系統(tǒng)W及室內(nèi)空間有源噪聲控制系統(tǒng)。
[0020] 本發(fā)明實施例通過一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制方法，采用全數(shù)字 自適應(yīng)控制方案，可針對前饋、反饋和混合應(yīng)用場景實現(xiàn)控制的切換；通過前反饋自適應(yīng)系 統(tǒng)結(jié)合，可提升噪聲消除效果；反饋控制方案直接提取誤差信號進行濾波，省去了復(fù)雜的參 考信號合成過程，有效地簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；同時反饋控制方案與前饋控制方案通過同一種 結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，大大的降低了整個系統(tǒng)的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明第一實施例提供的一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制方 法的實現(xiàn)流程圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明第一實施例提供的迭代計算流程圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明第一實施例提供的迭代系統(tǒng)流程圖；
[0024]圖4是本發(fā)明第一實施例提供的噪聲控制效果圖；W及
[00巧]圖5是本發(fā)明第二實施例提供的一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控制裝 置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的 附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明 一部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒 有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0027] 本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語"第一"、"第二"、"第S"'第四" 等（如果存在）是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理 解運樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可W互換，W便運里描述的實施例能夠W除了在運里圖示 或描述的內(nèi)容W外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語"包括"和"具有"W及他們的任何變形，意圖在 于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必 限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶\些過程、方法、 產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。
[0028]W下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實現(xiàn)進行詳細描述：
[0029] 要施例一:
[0030] 圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的一種數(shù)字式前反饋自適應(yīng)混合有源噪聲控 制方法的實現(xiàn)流程，詳述如下：
[0031] 在步驟Sioi中，設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器。
[0032] 在具體實施過程中，首先需要設(shè)定前饋控制濾波器和反饋控制濾波器，設(shè)定前饋 控制濾波器和反饋控制濾波器時均包括，首先需要設(shè)定階數(shù)，之后需要設(shè)定自適應(yīng)的迭代 系數(shù)。
[0033] 在步驟S102中，前饋控制濾波器對獲取到的參考信號進行濾波并獲得第一路控 制信號，反饋控制濾波器對獲取到的誤差信號進行濾波并獲得第二路控制信號。
[0034] 在本發(fā)明實施例中，前饋控制濾波器首先對獲取到的參考信號進行濾波處理，在 進行濾波處理W后獲取得到第一路控制信號，反饋控制濾波器對獲取得到的誤差信號進行 濾波，在進行濾波處理W后獲取得到第二路控制信號，兩路控制信號通過信號疊加得到總 的控制信號，用于激勵控制源W達到有源控制的目的，實現(xiàn)有源噪聲的控制的目的。
[0035] 在步驟S103中，反饋控制濾波器根據(jù)誤差傳感器采集到的誤差信號進行自適應(yīng) 迭代，前饋控制器濾波器根據(jù)參考信號W及誤差信號進行自適應(yīng)迭代。
[0036] 在本發(fā)明實施例中，反饋控制濾波器和前饋控制濾波器進行自適應(yīng)迭代，具體迭 代的計算流程如圖2所示：其中x(n)表示前饋有源控制所需要的參考傳感器采集信號， P(Z)表示參考傳感器到誤差傳感器的主通道傳遞函數(shù)，S(Z)表示控制源輸出到誤差傳感 器的次級通道傳遞函數(shù)，截讀則表示次級通道傳遞函數(shù)的估計結(jié)果，I挺)可W通過預(yù)先建 模的方式得到。Cl(Z)表示前饋控制濾波器對應(yīng)的傳遞函數(shù)，C2 (Z)表示反饋控制濾波器 對應(yīng)的傳遞函數(shù)，yl(n)和y2(n)分別表示前饋控制濾波器和反饋控制濾波器的輸出，運 兩者疊加后得到控制源的激勵信號y(n)，該信號通過次級通道得到控制信號ys(n)，rl(n) 和r2(n)分別表示前饋控制濾波器和反饋控制濾波器參數(shù)自適應(yīng)更新所需要用到的濾波 參考信號，e(n)表示誤差傳感器采集到的誤差信號。有源控制的目的就是讓該控制信號 與原始噪聲信號d(n)作用后獲得盡可能小的誤差信號e(n)。W"Adaptation"采用標(biāo) 準時域FXLMS算法為例。||禱對應(yīng)的L階時域FIR濾波器記為s(n)，n= 1，2,…，L-1，Cl(Z)對應(yīng)的Ml階時域FIR濾波器記為Cl(n)，n= 1，2,…，M1-1，C2(Z)對應(yīng)的M2階時 域FIR濾波器記為c2(n)，n= 1，2,…，M2-1。前饋控制信號，即前饋控制濾波器的輸出 可表示為，
反饋控制信號，即反饋控制濾波器的輸出可表示為，
控制源的激勵信號可表示為，y(n) =yi(n)+y2(n)前饋控制