一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机及降噪方法技术

一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机及降噪方法,将噪声信号分解成多个子带信号，转换得到带通滤波器权矢量，再将得到的带通滤波器权矢量转换生成对应的扬声器声场，并将等强度声波信号传送给对应的扬声器，通过对应的扬声器产生的声波抵减或者抵消油烟机产生的噪声声波，实现降噪。该希尔伯特黄变换降噪的油烟机的通过低阻尼的全包围结构或者半包围结构以及自适应功能的设置达到烟机性能的最优化但同时是在低噪音的运转下完成工作，解决噪音与性能相互矛盾的技术难点，在不牺牲烟机的吸油烟的性能前提下，烟机运转时发出的噪音相对低且不造成用户在生理与心理上的负面影响。

【技术实现步骤摘要】
一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机及降噪方法
本专利技术涉及油烟机领域，特别涉及一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机及降噪方法。
技术介绍
目前的主动降噪技术，例如在耳机上的应用都是点对点降噪技术，即有方向性的降噪，不能有效消除范围较大的噪声。这些技术专注于消除封闭式小管道或是小空间内一个维度的平面声波，在低频率范围(小于500Hz)下是很有效的。目前的抽油烟机为了实现低噪音，一般是直接设定低风量，即牺牲烟机的吸油烟的性能来实现低噪音，但其吸油烟的效果就大大的降低；另外也有一些是设置有主动降噪装置，但其主动降噪只能降1000Hz以内噪声，无法适配于高阶声模态。但在三维空间内，高阶声模态并不能忽视，尤其在封闭式大空间管道内降噪是非常困难和复杂。通常的情况下，多种驻波与多种不同方向声波相互干涉叠加，这就大大增加了三维空间降噪的难度。因此，针对现有技术不足，提供一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机及降噪方法以解决现有技术不足甚为必要。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法。该希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法采用多个子带的信号处理方法能够有效的减少大量的计算,提高三维空间降噪的效果。本专利技术的上述目的通过如下技术手段实现。提供一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法,包括以下步骤：步骤一、确定并固定A个噪声采集传感器、Q个误差回传传感器和K个扬声器的位置；步骤二、确定初始噪声源到噪声采集传感器的传递函数T1、扬声器到目标降噪空间的传递函数T2和噪声采集传感器到目标降噪空间的传递函数T3；步骤三，A个噪声采集传感器分别在烟机内空间中的收集所在区域的噪声采集传感器信号，具体为R1(n)，......，Ri(n),......,RA(n),4≤i≤A，i为正整数，Q个误差回传噪音传感器收集分别在所在区域的误差回传传感器的信号，具体为ε1(n)，......,εv(n),......,εQ(n)，1≤v≤Q，v和Q为正整数；步骤四，将步骤一得到的A个噪声采集传感器收集到的噪声采集传感器信号转化为R(n)＝[R1(n)......Ri(n).......RA(n)]，Q个噪声采集传感器修正后误差回传传感器的信号转化为ε(n)＝[ε1(n)......εv(n)......εQ(n)]；步骤五，将步骤四的R(n)通过式(I)修正为步骤六，三维空间降噪控制单元的D个带通滤波器将步骤五得到的对应分解为L个子带：r1(k)，......，rg(k)，......，rL(k),将步骤四得的ε(n)对应分解为L个子带：e1(k)，......，eg(k)，......，eL(k),L≥g≥2且L和g为正整数；步骤七，将步骤六得到的子带r1(k)，......，rg(k)，......，rL(k)和e1(k)，......，eg(k)，......，eL(k),经由滤波X最小均方的计算出L个子带的自适应权重系数w1(k)，......，wg(k)，......，wL(k)，w(k)是K×A×D的矩阵，r(k)是Q×(A×K×D)，e(k)是Q×D的矩阵；步骤八，将D个带通滤波器的L个子带自适应权重系数w1(k)，......，wg(k)，......，wL(k)进行快速希尔伯特黄变换转变成L×Z个频带,其中Z是K×A×D的矩阵，D为正整数；步骤九，将步骤八得到的L×Z个频带经过频率叠加法叠加形成唯一A×K矩阵信号频率；步骤十，将步骤九得到A×K矩阵信号频率进行傅利列逆转换转换求解得到带通滤波器权矢量Wij(n),其中1≤j≤K，4≤i≤A；步骤十一，将步骤十得到带通滤波器权矢量Wij(n)转换生成K个扬声器声场，K个扬声器声场分别对应为S1(n)，.....，Sj(n)，.....,SK(n)，其中1≤j≤K，并根据通过式(Ⅱ)，通过噪声传感器采集到初始噪声源Ri(n)与带通滤波器权矢量Wji(n)的积以估算出第j扬声器输出信号的最终噪声场Sj(n)，其中，是Wij(n)的转置矩阵，是Ri(n)经过T2传递函数后的转置矩阵，Sj(n)为与噪声源呈180°反向的等强度声波信号；步骤十二，将等强度声波信号S1(n)，.....，Sj(n)，.....,SK(n)分别对应传送给K个扬声器；步骤十三，误差回传传感器检测效果，进行迭代并修正自适应权重系数,得到符合要求的最终自适应权重系数并得到Sj’(n)，进入步骤十四；步骤十四，以Sj’(n)为最终等强度声波信号对应传送给相应的扬声器。通过式(Ⅲ)全带的代价函数以误差传感器信号的均方差表示以监督三维降噪模型的表现，其中，n是通过自适应算法的迭代索引；所述其中ε(n)＝A(n)+Sj(n)·T2,其中A(n)为初始噪声源在烟机内部空间传递后形成的最终的噪声场。优选的，上述步骤十三具体包括有，步骤13.1，预设定误差回传噪音传感器的噪声值Γ(n)＝C，其中C为误差回传噪音传感器测出所在区域的噪声值，判断Γ(n)与[A(n)-Sj(n)T2]2的关系，当[A(n)-Sj(n)T2]2＞C时，进入步骤13.2，当[A(n)-Sj(n)T2]2≤C时，进入步骤13.4；步骤13.2，将w1(k)，......，wg(k)，......，wL(k)分别代入式(Ⅳ)分别得到新的w1(k+1)，......，wg(k+1)，......，wL(k+1)的L个自适应权重系数，μ为收敛因子，进入步骤13.3，w(k+1)＝w(k)+[μr(k)e(k)]式(Ⅳ)；步骤13.3，令w1(k+1)＝w1(k)，......，wg(k+1)＝wg(k)，......，wL(k+1)＝wL(k)分别为滤波器权向量，进入步骤八；步骤13.4，令Sj(n)＝Sj’(n),进入步骤十四。优选的，上述C值的范围为-0.001dB至0.001dB。本专利技术的一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法，将噪声信号分解成多个子带信号，转换得到带通滤波器权矢量，再将得到的带通滤波器权矢量转换生成对应的扬声器声场，并将等强度声波信号传送给对应的扬声器，通过对应的扬声器产生的声波抵减或者抵消油烟机产生的噪声声波，实现降噪。该油烟机设置有烟机主体和用于主动降噪的三维空间声场降噪装置，三维空间声场降噪装置装配于烟机主体内部。再者本专利技术的一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法,主要的特点是采用多个子带的信号处理方法并结合滤波器最小均方(F-XLMS)算法，能够有效的减少大量的计算,提高三维空间降噪的效果。同时，其计算量与子带的数量成反比，因此能够强化系统的稳定性，并能够快速收敛。该方法的另一个优点是能够去除信号的延迟，提高整体的降噪效果。本专利技术的另一专利技术目的为一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机，采用上述降噪方法的油烟机，设置有烟机主体和用于主动降噪的三维空间声场降噪装置，三维空间声场降噪装置装配于烟机主体内部。所述烟机主体设置有用于减少宽频振动的低阻尼风箱，低阻尼风箱装配于烟机主体内部。所述低阻尼风箱设置有多个风箱板和噪声过滤装置，多个风箱板拼接成为一个立体结构，噪声过滤装置装配于风箱板的内表面。优选的，上述烟机主体还设置有抽风组件，抽风组件装配于低阻尼风箱内部。优选的，上述抽风组件位于由进风口的滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤一、确定并固定A个噪声采集传感器、Q个误差回传传感器和K个扬声器的位置；步骤二、确定初始噪声源到噪声采集传感器的传递函数T1、扬声器到目标降噪空间的传递函数T2和噪声采集传感器到目标降噪空间的传递函数T3；步骤三，A个噪声采集传感器分别在烟机内空间中的收集所在区域的噪声采集传感器信号，具体为R1(n)，......，Ri(n),......,RA(n),4≤i≤A，i为正整数，Q个误差回传噪音传感器收集分别在所在区域的误差回传传感器的信号，具体为ε1(n)，......,εv(n),......,εQ(n)，1≤v≤Q，v和Q为正整数；步骤四，将步骤一得到的A个噪声采集传感器收集到的噪声采集传感器信号转化为R(n)＝[R1(n)......Ri(n).......RA(n)]，Q个噪声采集传感器修正后误差回传传感器的信号转化为ε(n)＝[ε1(n)......εv(n)......εQ(n)]；步骤五，将步骤四的R(n)通过式(I)修正为

【技术特征摘要】
2018.03.08 CN 20181019191491.一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法,其特征在于：包括以下步骤：步骤一、确定并固定A个噪声采集传感器、Q个误差回传传感器和K个扬声器的位置；步骤二、确定初始噪声源到噪声采集传感器的传递函数T1、扬声器到目标降噪空间的传递函数T2和噪声采集传感器到目标降噪空间的传递函数T3；步骤三，A个噪声采集传感器分别在烟机内空间中的收集所在区域的噪声采集传感器信号，具体为R1(n)，......，Ri(n),......,RA(n),4≤i≤A，i为正整数，Q个误差回传噪音传感器收集分别在所在区域的误差回传传感器的信号，具体为ε1(n)，......,εv(n),......,εQ(n)，1≤v≤Q，v和Q为正整数；步骤四，将步骤一得到的A个噪声采集传感器收集到的噪声采集传感器信号转化为R(n)＝[R1(n)......Ri(n).......RA(n)]，Q个噪声采集传感器修正后误差回传传感器的信号转化为ε(n)＝[ε1(n)......εv(n)......εQ(n)]；步骤五，将步骤四的R(n)通过式(I)修正为步骤六，三维空间降噪控制单元的D个带通滤波器将步骤五得到的对应分解为L个子带：r1(k)，......，rg(k)，......，rL(k),将步骤四得的ε(n)对应分解为L个子带：e1(k)，......，eg(k)，......，eL(k),L≥g≥2且L和g为正整数；步骤七，将步骤六得到的子带r1(k)，......，rg(k)，......，rL(k)和e1(k)，......，eg(k)，......，eL(k),经由滤波X最小均方的计算出L个子带的自适应权重系数w1(k)，......，wg(k)，......，wL(k)，w(k)是K×A×D的矩阵，r(k)是Q×(A×K×D)，e(k)是Q×D的矩阵；步骤八，将D个带通滤波器的L个子带自适应权重系数w1(k)，......，wg(k)，......，wL(k)进行快速希尔伯特黄变换转变成L×Z个频带,其中Z是K×A×D的矩阵，D为正整数；步骤九，将步骤八得到的L×Z个频带经过频率叠加法叠加形成唯一A×K矩阵信号频率；步骤十，将步骤九得到A×K矩阵信号频率进行傅利列逆转换转换求解得到带通滤波器权矢量Wij(n),其中1≤j≤K，4≤i≤A；步骤十一，将步骤十得到带通滤波器权矢量Wij(n)转换生成K个扬声器声场，K个扬声器声场分别对应为S1(n)，.....，Sj(n)，.....,SK(n)，其中1≤j≤K，并根据通过式(Ⅱ)，通过噪声传感器采集到初始噪声源Ri(n)与带通滤波器权矢量Wji(n)的积以估算出第j扬声器输出信号的最终噪声场Sj(n)，其中，是Wij(n)的转置矩阵，是Ri(n)经过T2传递函数后的转置矩阵，Sj(n)为与噪声源呈180°反向的等强度声波信号；步骤十二，将等强度声波信号S1(n)，.....，Sj(n)，.....,SK(n)分别对应传送给K个扬声器；步骤十三，误差回传传感器检测效果，进行迭代并修正自适应权重系数,得到符合要求的最终自适应权重系数并得到Sj’(n)，进入步骤十四；步骤十四，以Sj’(n)为最终等强度声波信号对应传送给相应的扬声器。2.根据权利要求1所述的一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法，其特征在于：通过式(Ⅲ)全带的代价函数以误差传感器信号的均方差表示以监督三维降噪模型的表现，其中，n是通过自适应算法的迭代索引；所述其中ε(n)＝A(n)+Sj(n)·T2,其中A(n)为初始噪声源在烟机内部空间传递后形成的最终的噪声场。3.根据权利要求2所述的一种希尔伯特黄变换降噪的油烟机降噪方法，其特征在于：所述步骤十三具体包括有，步骤13.1，预设定误差回传噪音传感器的噪声值Γ(n)＝C，其中C为误...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小平，林勇进，李健鹏，李思成，
申请(专利权)人：佛山市云米电器科技有限公司，陈小平，
类型：发明
国别省市：广东,44