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应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法技术

技术编号:43667656 阅读:3 留言:0更新日期:2024-12-18 20:54
本发明专利技术公开了一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法。包括以下步骤:(1)测量并记录虚拟传声器与物理传声器之间的距离;(2)采用克里金插值方法计算物理传声器的加权权重;(3)利用物理传声器获取声压信号,用计算所得权重对物理传声器的声压信号进行加权,估计得到虚拟传声器处的声压信号;(4)基于估计的虚拟传声器处的声压信号,用主动噪声控制算法更新。本发明专利技术对物理传声器的个数,布局均没有要求,可以有效的估计声压。可以应用于任意主动噪声控制算法中,该方法对噪声源位置的特性和方位变化鲁棒。若结合次级通道在线建模算法,该方法同样对次级通道的变化鲁棒,如次级声源位置的变化、虚拟传声器位置的变化等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于主动噪声控制的领域,具体涉及一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法


技术介绍

1、主动噪声控制是使得次级声源产生与原噪声信号反相的信号,进而相互抵消的一种噪声控制方法。实际生活中,由于应用场景的限制,比如用于主动降噪头靠、耳夹式耳机中时,目标降噪区域不便放置物理传声器。虚拟传感技术被用于转换主动噪声控制目标位置,在目标位置不存在物理传声器时获得有效降噪效果。将目标降噪位置称为虚拟传声器位置。

2、当前虚拟传感技术主要分为两类,一类是基于附加滤波器的,这类方法使用滤波器建模物理传声器和虚拟传声器之间的声压对应关系,进而通过物理传声器测量声压预测虚拟传声器处声压。这类方法一般对环境变化较为敏感,如噪声源特性、位置的变化,声学传递路径的变化等都会导致算法发散。另一类是基于插值的,以前向差分法为代表(c.d.kestell,b.s.cazzolato,c.h.hansen,active noise control in a free fieldwith virtual sensors,j.acoust.soc.am.109(2001)232-243.),该插值方法假设传声器呈线性分布,而插值的阶数与传声器个数成正比,这将导致在传声器个数较低时系统欠拟合,而传声器个数较多时有可能会过拟合。


技术实现思路

1、本专利技术提出一种基于克里金插值的虚拟传感方法,并将其应用于主动噪声控制,该方法不需要预先建模物理传声器和虚拟传声器之间的声压对应关系,对噪声源方向和特性不敏感;同时该方法对传声器布放方式和数目没有要求。

2、本专利技术采用的技术方案为:

3、一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,包括以下步骤:

4、步骤1,测量并记录虚拟传声器与物理传声器之间的距离;

5、步骤2,采用克里金插值方法计算物理传声器的加权权重;

6、步骤3,利用物理传声器获取声压信号,用步骤2中计算所得的加权权重对物理传声器的声压信号进行加权,估计得到虚拟传声器处的声压信号;

7、步骤4,基于步骤3估计的虚拟传声器处的声压信号,用主动噪声控制算法更新控制滤波器系数。

8、进一步地,所述步骤2具体如下:

9、假设存在m个物理传声器,位置为x1(x1,y1,z1),…,xm(xm,ym,zm),m个物理传声器测量得到m个声压,记作e1,e2,…em,根据m个传声器的声压估计虚拟传声器x0(x0,y0,z0)处声压e0。设变异函数为

10、

11、其中h表示物理传声器和虚拟传声器之间的距离,a为设定的某一常数,称为相关尺度。再设cij=c(|xi-xj|),其中|xi-xj|即位置xi和位置xj之间的距离,则可以根据矩阵求逆的方法计算

12、

13、其中λ1,…,λm就是位置为x1(x1,y1,z1),…,xm(xm,ym,zm)的m个物理传声器所测量声压的加权值。

14、进一步地,所述步骤4中,可以采用任意主动噪声控制算法,包含任意在线建模次级通道的算法。

15、本专利技术提出一种新的虚拟传感方法,该方法基于克里金插值方法,对物理传声器的个数,布局均没有要求,可以有效的估计声压。将其应用于主动噪声控制中时,该方法对噪声源位置的特性和方位变化鲁棒。若结合次级通道在线建模算法,该方法同样对次级通道的变化鲁棒,如次级声源位置的变化、虚拟传声器位置的变化等。

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【技术保护点】

1.一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,其特征在于,所述步骤2具体如下:

3.根据权利要求1所述的一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,其特征在于,所述步骤4中的任意主动噪声控制算法包括任意在线建模次级通道的算法。

【技术特征摘要】

1.一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种应用于主动噪声控制中的基于克里金插值的虚拟传感方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡美灵
申请(专利权)人:南京师范大学
类型:发明
国别省市:

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