本申请属于风道降噪技术领域，公开了风道主动降噪算法及装置。通过在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列采集参考噪声信号，并传输给降噪控制器；降噪控制器基于该参考噪声信号生成反向噪声驱动信号，并传输给设置在风道的中央区域的扬声器阵列，驱动扬声器阵列产生反向噪声信号，该反向噪声信号与参考噪声信号进行叠加产生误差噪声信号；在风道的出风口区域设置第二非均匀麦克风阵列采集误差噪声信号，并将误差噪声信号反馈给降噪控制器，降噪控制器基于误差噪声信号对滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号，驱动扬声器阵列产生新的反向噪声信号。实现准确采集噪声信号，输出更加准确的反向噪声信号，提高降噪能力。噪能力。噪能力。
【技术实现步骤摘要】
风道主动降噪算法及装置
[0001]本申请涉及风道降噪
，尤其涉及风道主动降噪算法及装置。
技术介绍
[0002]现有风道降噪装置，多为采用单麦克风主动降噪控制技术，在管道前端设置一个麦克风和滤波器，产生反向噪声信号，通过扬声器播放反向噪声，对管道噪声进行消除，并通过对误差噪声的检测和反馈，对滤波器进行更新，自适应产生反向噪声，以期有效控制管道噪声。但是由于单个麦克风没有指向性，在进风口采集参考噪声时，当管道噪声是由多个噪声源混叠组成时，单个麦克风不能准确反映管道界面的噪声分布和强度情况，在采集参考噪声时容易将外界环境噪声一并采集，在环境噪声强度较大情况下，容易产生错误的反向噪声，最终没有得到有效降噪的效果，反而增加了出风口的噪声强度，导致降噪能力差。
技术实现思路
[0003]为此，本申请的实施例提供了风道主动降噪算法，可以全面准确采集噪声信号，生成更加准确的反向噪声信号，提高了降噪能力。
[0004]第一方面，本申请提供了风道主动降噪算法。
[0005]本申请是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]风道主动降噪算法，所述算法包括：
[0007]在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列，利用所述第一非均匀麦克风阵列采集所述进风口区域的参考噪声信号，并将所述参考噪声信号传输给降噪控制器；
[0008]降噪控制器基于所述参考噪声信号生成反向噪声驱动信号，并将所述反向噪声驱动信号传输给设置在风道的中央区域的扬声器阵列，驱动所述扬声器阵列产生反向噪声信号，所述反向噪声信号与所述参考噪声信号进行叠加产生误差噪声信号，其中所述降噪控制器为多输入多输出的降噪控制器；
[0009]在风道的出风口区域设置第二非均匀麦克风阵列，利用所述第二非均匀麦克风阵列采集所述误差噪声信号，并将所述误差噪声信号反馈给所述降噪控制器，基于所述误差噪声信号对滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号，驱动所述扬声器阵列产生新的反向噪声信号。
[0010]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列和所述在风道的出风口区域设置第二非均匀麦克风阵列的步骤均包括：
[0011]利用贝叶斯优化法计算获取非均匀麦克风阵列的设置方案。
[0012]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述利用贝叶斯优化法计算获取非均匀麦克风阵列的设置方案的步骤包括：
[0013]在风道的可行区域内设置一组初始阵列部署向量，计算所述初始阵列部署向量对应的噪声控制表现，基于所述初始阵列部署向量和所述噪声控制表现生成初始数据集；
[0014]基于所述初始数据集建立高斯过程回归模型，根据所述高斯过程回归模型计算所
述初始数据集的后验估计；
[0015]基于所述后验估计设置样本采集函数，求解所述样本采集函数的最优解得到新样本点；基于所述新样本点进行非均匀麦克风阵列的部署。
[0016]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，基于所述初始数据集建立高斯过程回归模型，根据所述高斯过程回归模型计算所述初始数据集的后验估计的步骤还包括：
[0017]计算所述初始数据集的数学期望，选取径向基函数作为初始数据集的核函数；
[0018]根据贝叶斯定理，计算所述核函数的超参数后验；
[0019]基于初始数据集服从高斯过程回归模型，建立任意阵列布局下噪声控制系统的噪声控制表现的概率分布函数，基于所述概率分布函数得到初始数据集的后验估计。
[0020]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述误差噪声信号对滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号的步骤为：
[0021]基于时变步长更新方法，对所述滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号。
[0022]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述基于时变步长更新方法，对所述滤波器系数进行调整的步骤为：
[0023]通过建立误差噪声信号的信号模型，基于所述信号模型设计滤波器的最优化问题，基于所述滤波器与扬声器的传递函数，采用自适应梯度方法来调整滤波器系数，以更新所述反向噪声驱动信号。
[0024]在本申请一较佳的示例中可以进一步设置为，所述误差噪声信号的信号模型为：
[0025][0026]其中，e(n)表示出风口区域经降噪控制器处理的残差信号，d(n)表示出风口区域未经降噪控制器处理的噪声信号，h
2,i
(n)表示滤波器到出风口麦克风之间的传递函数，表示滤波器系数，x
i
(n)表示进风口区域第i个麦克风获取的参考噪声信号。
[0027]第二方面，本申请提供风道主动降噪装置。
[0028]本申请是通过以下技术方案得以实现的：
[0029]风道主动降噪装置，所述装置包括：
[0030]第一非均匀麦克风阵列，所述第一非均匀麦克风阵列设置在风道的进风口区域，用于采集所述进风口区域的参考噪声信号；
[0031]降噪控制器，用于接收所述参考噪声信号，并基于所述参考噪声信号生成反向噪声驱动信号；
[0032]扬声器阵列，所述扬声器阵列设置在风道的中央区域，用于接收所述降噪控制器输出的反向噪声驱动信号，并产生反向噪声信号；
[0033]第二非均匀麦克风阵列，设置在风道的出风口区域，用于采集所述反向噪声信号和所述参考噪声信号叠加后产生的误差噪声信号，并将所述误差噪声信号传输给所述降噪控制器；
[0034]所述降噪控制器还包括滤波器模块，所述滤波器模块用于根据所述误差噪声信号对滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号，并驱动所述扬声器阵列产生新的反
向噪声信号。
[0035]第三方面，本申请提供一种计算机设备。
[0036]本申请是通过以下技术方案得以实现点的：
[0037]一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意风道主动降噪算法的步骤。
[0038]第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质。
[0039]本申请是通过以下技术方案得以实现的：
[0040]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意风道主动降噪算法的步骤。
[0041]综上所述，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列，采集参考噪声信号具有指向性，能够获取的进风口区域的参考噪声信号更加全面，可以准确的捕获到风管内噪声的分布与变化信息，可以避免外界环境噪声的干扰；多输入多输出的降噪控制器能够实现以较短长度的滤波器组分布式的产生反向噪声信号，进行并行运算，提高运算效率；扬声器阵列播放反向噪声信号时具有指向性，能够减少声波在风道内的反射次数，同时避免反向噪声信号回传至出风口区域与参考噪声信号混叠，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.风道主动降噪算法，其特征在于，所述算法包括：在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列，利用所述第一非均匀麦克风阵列采集所述进风口区域的参考噪声信号，并将所述参考噪声信号传输给降噪控制器；降噪控制器基于所述参考噪声信号生成反向噪声驱动信号，并将所述反向噪声驱动信号传输给设置在风道的中央区域的扬声器阵列，驱动所述扬声器阵列产生反向噪声信号，所述反向噪声信号与所述参考噪声信号进行叠加产生误差噪声信号，其中所述降噪控制器为多输入多输出的降噪控制器；在风道的出风口区域设置第二非均匀麦克风阵列，利用所述第二非均匀麦克风阵列采集所述误差噪声信号，并将所述误差噪声信号反馈给所述降噪控制器，基于所述误差噪声信号对滤波器系数进行调整，更新所述反向噪声驱动信号，驱动所述扬声器阵列产生新的反向噪声信号。2.根据权利要求1所述的风道主动降噪算法，其特征在于，所述在风道的进风口区域设置第一非均匀麦克风阵列和所述在风道的出风口区域设置第二非均匀麦克风阵列的步骤均包括：利用贝叶斯优化法计算获取非均匀麦克风阵列的设置方案。3.根据权利要求2所述的风道主动降噪算法，其特征在于，所述利用贝叶斯优化法计算获取非均匀麦克风阵列的设置方案的步骤包括：在风道的可行区域内设置一组初始阵列部署向量，计算所述初始阵列部署向量对应的噪声控制表现，基于所述初始阵列部署向量和所述噪声控制表现生成初始数据集；基于所述初始数据集建立高斯过程回归模型，根据所述高斯过程回归模型计算所述初始数据集的后验估计；基于所述后验估计设置样本采集函数，求解所述样本采集函数的最优解得到新样本点；基于所述新样本点进行非均匀麦克风阵列的部署。4.根据权利要求3所述的风道主动降噪算法，其特征在于，基于所述初始数据集建立高斯过程回归模型，根据所述高斯过程回归模型计算所述初始数据集的后验估计的步骤还包括：计算所述初始数据集的数学期望，选取径向基函数作为初始数据集的核函数；根据贝叶斯定理，计算所述核函数的超参数后验；基于初始数据集服从高斯过程回归模型，建立任意阵列布局下噪声控制系统的噪声控制表现的概率分布函数，基于所述概率分布函数得到初始数据集的后验估计。5.根据权利要求1所述的风道...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志保，郑建辉，
申请(专利权)人：广州声博士声学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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