[发明专利]后滤波结构的脉冲噪声有源控制方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及脉冲噪声的前馈有源控制自适应滤波方法，尤其是有源噪声控制的稳定性改进方法。

二、背景技术

为了应对日益严重的噪声污染，有源噪声控制已被公认为与传统无源噪声控制方法相并列的一项技术。噪声的有源控制是以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。其基本过程为：用传声器(常称为参考麦克风)提取现有噪声的信息，经有源控制器“实时”处理后产生一反声信号(常称为次级信号)，再用扬声器(常称为次级源)“实时”播放反声信号。反声信号与现有噪声(常称为初级噪声)产生相消干涉，从而使该区域内的噪声得以降低。脉冲噪声是一种广泛存在的噪声信号，已有研究表明，炮弹的爆炸声，鞭炮声，枪支射击声和婴儿恒温箱的噪声等都属于脉冲噪声的范畴。数位学者已经发现在脉冲噪声环境下，滤波最小均方(Filtered-x Least Mean Square，FxLMS)会遭遇算法不收敛等稳定性问题，并提出了相关改进方法：Leahy等人提出了最小化p范数(Filtered-x Least Mean p-norm，FxLMP)的算法(Leahy et al.，“Adaptive Filtering of Stable Processes for Active Attenuation of Impulsive Noise,”in Proc.IEEE ICASSP1995，vol.5，pp.2983-2986，May1995)；Sun等人提出了一种简化的FxLMS算法(Sun et al.，“Adaptive Algorithm for Active Control of Impulsive Noise,”Jr.Sound Vibr.，vol.291，no.1-2，pp.516-522，Mar.2006)；Akhtar等人扩展了Sun的方法，以预先估计的统计阈值来约束FxLMS算法以增强其稳定性(Akhtar et al.，“Improving performance of FxLMS algorithm for active noise control of impulsive noise,”Jr.Sound Vibr.，vol.327，no.3-5，pp.647-656.Nov.2009)。这些方法需要获取脉冲噪声的先验知识，或者预先估计脉冲噪声的特征参数。本人已获授权的专利(基于对数变换的脉冲噪声有源控制方法)即是针对这一问题的一个改进，然而其对数运算在实际中对硬件系统要求较高。

为了兼顾方法的易用性和系统的稳定性，本发明定义当前滤波器系数矢量与过去所有滤波器系数矢量之间欧几里得范数平方的加权和为目标函数，在使后验误差为零的约束下，最小化该目标函数得出了一种自适应控制方法。

三、发明内容

1、发明目的：本发明的目的在于提供一种后滤波结构的脉冲噪声有源控制方法，便于实用。

2、技术方案：

①定义当前滤波器系数矢量与过去所有滤波器系数矢量之间欧几里得范数平方的加权和为目标函数，即