[发明专利]一种非接触式自适应回声消除装置及回声消除方法

权利要求书

1.一种非接触式自适应回声消除装置，其特征在于，包括自适应辨识滤波器(10)和非接触测量设备(7)，所述非接触测量设备(7)的输出端与自适应辨识滤波器(10)的输入端连接，所述的非接触测量设备(7)向扬声器振膜(6)发射激光或超声波，通过测量激光或超声波的反射信号，获得反映扬声器振膜振动信息的信号作为自适应辨识滤波器(10)的参考信号；所述的自适应辨识滤波器(10)以参考信号和传声器感应声波声压生成的传声器信号自适应调整滤波器的权值系数，以更新滤波器。

2.根据权利要求1所述的非接触式自适应回声消除装置，其特征在于，所述的扬声器振膜振动信息包括：振膜振动速度、振膜振动位移和振膜振动加速度。

3.基于权利要求1-2之一所述的非接触式自适应回声消除装置的回声消除方法，其特征在于，包括：

步骤1)利用非接触测量设备向扬声器振膜发射激光或超声波，通过测量激光或超声波的反射信号，获得反映扬声器振膜振动信息的信号作为自适应辨识滤波器的参考信号；

步骤2)通过自适应辨识滤波器以参考信号和传声器感应声波声压生成的传声器信号自适应调整滤波器的权值系数，以更新滤波器。

4.根据权利要求3所述的回声消除方法，其特征在于，所述的步骤1)具体包括：在测量振膜振动位移过程中，利用激光器发射一束脉冲激光聚焦在扬声器振膜(6)表面，测量脉冲激光经过扬声器振膜(6)的反射激光，激光器内部通过计时器计算输出脉冲与接收脉冲的时间差Δt后，经过换算得到激光器与振膜之间距离l(t_n)＝cΔt/2，将载有距离l(t_n)信息的模拟信号转换成数字信号后，传递给自适应辨识滤波器作为参考信号r_p(n)参与滤波器更新；在测量振膜振动速度过程中，利用激光器发射一束频率为f₀的连续激光聚焦在扬声器振膜(6)表面，测量激光经过扬声器振膜(6)的反射激光与入射激光之间产生的多普勒频移Δf，通过公式Δf＝(c-v(t))f₀/(c+v(t))计算获得振膜振动速度v(t)，并将载有振膜振动速度v(t)信息的模拟信号转换成数字信号后，传递给自适应辨识滤波器作为参考信号r_p(n)参与滤波器更新；在测量振膜振动加速度过程中，将测量获得的振膜振动速度进行差分运算得到振膜振动加速度a(t)，并将载有振膜振动加速度a(t)信息的模拟信号转换成数字信号后，传递给自适应辨识滤波器作为参考信号r_p(n)参与滤波器更新；其中，l(t_n)为n时刻激光器与振膜之间的距离，c为光速。

5.根据权利要求4所述的回声消除方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括：

步骤201)设定自适应辨识滤波器的各权值系数初始值均为0，即f_n(m)|_n＝0＝0,m＞＝0，其中，f_n(m)表示n时刻自适应辨识滤波器中第m个系数值；

步骤202)将步骤1)中获得的各参考信号r_p(n)输入至自适应辨识滤波器中，通过下述公式运算获得滤波器输出信号：

其中，表示滤波器输出信号，r_p(n)表示非接触式测量获得的参考信号，f(n)表示自适应辨识滤波器权值系数，f_n(k)表示n时刻滤波器第k个系数权值，r_p(n-k)表示输入参考信号的k点延时；

步骤203)将传声器感应声波声压生成的传声器信号d(n)与滤波器输出信号通过下述公式运算获得辨识误差信号：

其中，e(n)表示辨识误差信号；

步骤204)利用辨识误差信号e(n)与参考信号r_p(n)采用自适应更新算法调整滤波器系数值f_n(m)，如果f_n(m)在收敛后与实际的反馈路径脉冲响应相同，则停止更新操作后执行步骤205)，否则继续执行步骤202)；

步骤205)将更新后的自适应辨识滤波器输出信号作为回声信号从传声器信号d(n)中减除，以消除该回声信号。