【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主动噪声控制，具体涉及一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法。
技术介绍
1、随着社会和科技的发展，人们对生活品质的要求不断提高。然而，噪声污染问题日益突出，对身心健康造成负面影响。为解决这一问题，研究人员提出了主动噪声控制(anc)技术，变步长主动噪声控制是anc的关键技术之一，相比于传统的定步长主动噪声控制，它具有收敛速度快、稳定性高等优点，适用范围更广。
2、目前有许多变步长主动噪声控制的方法和专利，比如授权公开号为：cn113112983a，申请号：cn202110405717.4，专利名称：一种采用变步长lms算法的噪声主动控制系统，其使用对数函数作为变步长函数，误差信号作为变步长函数的自变量，使得算法在初始阶段选用较大的步长，获得较快的收敛速度；在算法接近稳态阶段选用较小的步长，通过不断改变步长获得较小的稳态误差，实现了比较好的降噪效果。又如授权公开号为cn117059061a，申请号：cn202311106529.7，专利名称：一种基于改进箕舌线函数mfxlms算法的主动降噪控制方法，该专利完成了基于改进箕舌线函数的mfxlms算法并构建主动降噪控制系统和次级通道离线建模。通过箕舌线函数实现步长的变化，很好地解决了定步长算法不能同时提高算法收敛速度和降低稳态误差的缺陷，提升了降噪量，取得了较好的降噪效果。
3、综合分析，上述专利变步长函数都是以误差信号为自变量动态调整步长，注重的是噪声的抑制，虽然取得了一定的降噪效果，但是这些方法忽略了人耳对声音的主观感受，即噪声能量小
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法。具体技术方案如下：
2、步骤s1：在数据存储器中开辟一个长度为n+1的缓冲区用于存储噪声麦克风采集到的噪声信号，表示为x(n)x(n-1)……x(n-n)；开辟一个长度为m+1的缓冲区用于存储误差麦克风采集到误差信号，表示为e(n)e(n-1)……e(n-m)；开辟一个长度为k+1的缓冲区用于存储预先设置的预设信号，表示为p(n)p(n-1)……p(n-k)；开辟一个单元的空间作为计数单元；设两个麦克风信号采样频率均为fs；最后对计数单元和所有缓冲区清零。
3、步骤s2：预设信号p(n)p(n-1)……p(n-k)经过估计次级路径得到预设估计响应信号p'(n)p'(n-1)……p'(n-k)。
4、步骤s3：丢弃缓冲区中最旧的数据x(n)和e(n)，将噪声信号x(n-n)……x(n-2)x(n-1)向x(n)方向逐个移位，误差信号e(n-m)……e(n-2)e(n-1)向e(n)方向逐个移位，把噪声麦克风采集到的最新噪声信号和误差麦克风采集到的最新误差信号分别存储在x(n-n)和e(n-m)；保存预设信号p(n)，将p(n-k)……p(n-2)p(n-1)向p(n)方向逐个移位，接着将p(n)存储到p(n-k)中；保存预设估计响应信号p'(n)，将p'(n-k)……p'(n-2)p'(n-1)向p'(n)方向逐个移位，接着将p'(n)存储到p'(n-k)中；最后计数单元内容加一。
5、步骤s4：噪声信号完成与滤波器权值乘法-累加运算得到滤波器的输出y(n)。
6、步骤s5：滤波器的输出y(n)与预设信号p(n)相加得到主动噪声控制输出y'(n)。
7、步骤s6：判断计数单元内容是否达到指定次数count，若达到则计数单元内容清零并执行后续步骤，否则执行步骤s11。
8、步骤s7：根据误差信号e(n)e(n-1)……e(n-l)与预设估计响应信号p'(n)p'(n-1)……p'(n-l)计算得出听觉时间相干at。
9、步骤s8：将误差信号e(n)和预设估计响应信号p'(n)相减得到残差信号e'(n)。
10、步骤s9：将听觉时间相干at带入变步长函数更新步长因子u。
11、步骤s10：利用更新后的步长因子u以及残差信号e'(n)更新滤波器的权值。
12、步骤s11：回到步骤s3继续执行。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
14、1、从人的听觉主观感受出发，通过计算误差信号与预设估计响应信号之间的听觉时间相干动态调整步长，使得误差信号逐渐接近预设估计响应信号，使得降噪效果符合预设效果。
15、2、相较于传统的噪声主动控制方法，本专利技术提出的方法不再以降噪量作为控制目标的判断依据。相反，而是通过听觉时间相干判断降噪效果是否达到控制目标作为判断依据，同时可通过改变预设信号来改变算法的控制目标，从而声品质可控。
16、3、与传统变步长算法相比，本专利技术可通过步骤s6中的指定次数count来控制步长和滤波器权值等参数的更新频率，使得算法适用于更广泛的声学场景。对于变化较快的噪声环境，可通过减小count值使得算法能够快速响应听觉时间相干的变化，实时进行参数调整以保持良好的性能；对于较于稳定的噪声环境，可增大count值使得算法降低不必要的参数更新频率，减少计算负担。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于步骤S7中,所述的听觉时间相干计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于步骤S7中，L的取值需满足：其中表示向下取整。L值决定着计算听觉时间相干的信号长度。若L值取过短，可能会导致信息丢失或不足以准确描述信号的特征，导致听觉时间相干的计算结果不准确，最后导致系统无法有效抑制噪声。若L值取过长，增加了计算复杂度，导致系统对噪声变化的响应变慢，降低主动噪声控制系统的实时性。
4.根据权利要求1所述的一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于步骤S9中,变步长函数作用是根据听觉时间相干的大小更新步长。具体而言，当听觉时间相干较小时，步长增大；当听觉时间相干较大时，步长减小，即变步长函数应具备以下特性：零点是函数的极大值点，在(0,1)区间函数为单调递减函数，当听觉时间相干接近阈值点1时函数值无限接近于0。
【技术特征摘要】
1.一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于步骤s7中,所述的听觉时间相干计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种基于听觉时间相干的声品质主动控制变步长方法，其特征在于步骤s7中，l的取值需满足：其中表示向下取整。l值决定着计算听觉时间相干的信号长度。若l值取过短，可能会导致信息丢失或不足以准确描述信号的特征，导致听觉时间相干的计算结果不准确...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏海涛，徐世龙，张文杰，卢琪琛，徐翠锋，胡鸿志，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。