一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，属于主动噪声控制领域，针对前馈型窄带主动噪声控制系统中次级通道在线辨识引入的辅助噪声严重影响了系统残余噪声抑制性能。它包括信号合成子系统、次级通道在线辨识子系统和残余噪声分离子系统。信号合成子系统用于产生与目标噪声中声音信号具有相同频率的次级噪声源信号；次级通道在线辨识子系统随着窄带主动噪声控制系统的运行可实时在线地完成次级通道辨识，用于抑制目标噪声；残余噪声分离子系统可实现从残余噪声中分离出有限个频率的声音信号。本发明专利技术采用分离出的残余声音信号来调整引入的辅助噪声的能量，提高次级通道在线辨识的精度和速度，显著地降低引入的辅助噪声对残余噪声的影响。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，属于主动噪 声控制(Active Noise Control，ANC)领域，具体涉及窄带主动噪声控制系统中通过引入残 余噪声分离子系统来分离出残余的声音信号。
技术介绍
主动噪声控制技术与传统的被动噪声控制技术相比，具有良好低频噪声抑制性 能，且成本低等优点，适用于控制低频谐波噪声和音频范围内的噪声，是对传统的被动噪声 控制技术的有利补充。主动噪声控制系统大致分为前馈型、反馈型和混合型等三种类型，其 中前馈型主动噪声控制系统包括宽带和窄带两种（S.M.Kuo and D.R.Morgan,Active Noise Control Systems-Algorithms and DSP Implementation,New York:Wiley , 1996.)〇 窄带主动噪声控制系统用于抑制由旋转设备或具有往复运动的装置产生的谐波 噪声，如风扇、切割机、发动机等发出的低频噪声，具有周期或者近似周期特性。 次级通道在线辨识与传统的次级通道离线辨识相比，具有实时地跟踪时变的次级 通道且适用于实际场合的特点。通过引入辅助高斯白噪声，进行次级通道在线辨识，改善了 次级通道的估计精度，但是同时恶化了抑制残余噪声的性能（ L.J. Eriks son and M·C·Al Iie，"Use of random noise for on-line transducer modeling in an adaptiveactive attenuation system，'，J. Acoust · Soc .Amer ·，vol ·85，no · 2，pp·797-802， Feb. 1989.)。为解决此问题，H.Lan等人提出了利用残余信号的幅值来调整辅助噪声的能 量，实现次级通道在线辨识的同时，可降低辅助噪声对残余噪声的影响（H. Lan， M.Zhang,and ff.Ser,uAn active noise control system using online secondary pathmodeling with reduced auxiliary noise，'，IEEE Signal Process.Letts.,vol.9, no. I，pp. 16-18，Jan. 2002.)。在此基础上，Y. Xiao等人将上述调整辅助噪声能量的方法应 用到窄带主动噪声控制系统，通过残余噪声或者其经过低通滤波后的幅值来调整辅助噪声 的會泛量（Y.Xiao，L.Ma,and K·Hasegawa，"Properties of FXLMS-based narrowband active noise controlwith online secondary-path modeling，''IEEE Trans . Signal Process.，vol. 57，no. 8，pp. 2931-2949，Aug. 2009.)。它可提高整个窄带主动噪声控制系统 的收敛速度，同时降低辅助噪声对残余噪声的贡献量（ J. Liu，Y.Xiao，J. Sun，and L.Xu， "Analysis of online secondary-path modeling with auxiliarynoise scaled by residual noise signal，''IEEE Trans . Audio , Speech,Lang. Process . , vol. 18 ,no . 8, pp. 1978-1993，Nov. 2010.)。但是，由于残余噪声中总含有环境噪声，用此残余噪声来调整 辅助噪声的能量和更新滤波-X最小均方算法环节，当系统趋于稳态时，依然有辅助噪声注 入到系统中并增加残余噪声的能量，制约了次级通道在线辨识的收敛性能，也严重影响了 整个窄带制动噪声控制系统的噪声抑制或者消除性能。 为解决上述问题，需要提供一种更有效更实用的含次级通道在线辨识的前馈型窄 带主动噪声控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对传统的含次级通道辨识的前馈型窄带噪声控制系统中存 在的为了次级通道在线辨识而引入的辅助噪声严重影响了系统残余噪声能量的降低，且制 约了次级通道在线辨识精度和速度以及系统残余噪声抑制性能的问题，提供一种更有效更 实用的含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统。 本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是： -种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，包括信号合成子系统 (I) 、次级通道在线辨识子系统(2)和残余噪声分离子系统(3);信号合成子系统（1)用于产 生与目标噪声中声音信号具有相同频率的次级噪声源信号;次级通道在线辨识子系统(2)， 随着窄带主动噪声控制系统的运行，可实时在线地完成次级通道辨识，进而用于抑制目标 噪声;残余噪声分离子系统(3)可实现从残余噪声中分离出分离出具有限个频率的声音信 号，分别用于信号合成子系统（1)中滤波-X最小均方(Filtered-x least mean square， FXLMS)算法模块(13)的更新以及次级通道在线辨识子系统(2)中辅助噪声约束模块(23)的 调整； 信号合成子系统（1)包括同步信号产生模块(11)、控制滤波器模块(12)、滤波-X最 小均方算法模块（13)、带通滤波器模块（14)和带通滤波器模块（15);同步信号产生模块 (II) 产生第i个频率通道的参考信号，即余弦分量\(〃）（ cos⑷/7))和正弦分量 ( sin(ry,/?));其中，η是时刻(η 2 0)，当n = 0时表示初始时刻，ω i是根据非声学传感 器获得的同步信号和目标噪声频率的线性关系计算得到的第i个角频率;控制滤波器模块 (12)根据由滤波-X最小均方算法模块（13)更新输出的《,.(?)和纟⑷,以及同步信号产生模块 (11)的余弦分量和正弦分量气你），得到次级噪声信号中的第i个声音信号yi(n);带通 滤波器模块(14)、带通滤波器模块(15)和带通滤波器模块(31)在第i个频率通道时的z域模 型均为其中，P为极半径参数，取值范围为〇到1之间的常数;Ci = -2(308(0^),1 = 1,2,…，q，q为参考通道频率的个数;带通滤波器模块(14)和带通滤波器 模块(15)均用于补偿残余噪声分离子系统(3)中带通滤波器模块(31)带来的相位延迟； 次级通道在线辨识子系统（2)中，次级通道在线辨识模块（22)利用最小均方 (Least mean square，LMS)算法，能够实时地跟踪次级通道(21)可能存在的时变特性，提高 次级通道估计精度和整个窄带主动噪声控制系统的性能;辅助噪声约束模块(23)利用由q 个带通滤波器模块(31)总输出ub(n)的一阶延迟后的绝对值|Ub(n-l) I，对均值为零、方差为 <的高斯白噪声V1(n)进行幅值调整，得到有色噪声v(n);进而控制滤波器模块(12)的总输 出和有色噪声v(n)共同构成了次级噪声信号y(n);残余噪声分离子系统（3)中，带通滤波器模块(31)实现从残余噪声信号e(n)中分 离出残余的q个频率的声音本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含次级通道在线辨识的前馈型窄带主动噪声控制系统，其特征在于所述前馈型窄带主动噪声控制系统包括信号合成子系统(1)、次级通道在线辨识子系统(2)和残余噪声分离子系统(3)；信号合成子系统(1)用于产生与目标噪声中声音信号具有相同频率的次级噪声源信号；次级通道在线辨识子系统(2)，随着窄带主动噪声控制系统的运行，可实时在线地完成次级通道辨识，进而用于抑制目标噪声；残余噪声分离子系统(3)可实现从残余噪声中分离出有限个频率的声音信号，分别用于信号合成子系统(1)中滤波‑X最小均方算法模块(13)的更新以及次级通道在线辨识子系统(2)中辅助噪声约束模块(23)的调整。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏国，马亚平，肖业贵，孙金玮，黄博妍，肖然，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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