[发明专利]一种空间场主动降噪方法

说明书

本发明通过采集各点周围噪声分布、变化的特征，以此模拟建立整个噪声声场模型即，一组三维空间的连续函数并且包含每个频率声音特性，本发明先计算出该声场模型基函数的系数，依据当前的控制器参数构建一个降噪声场的模型与该噪声声场结合进行初步降噪后根据新采集的噪声声场模型计算出整体空间的能量，这个整体能量最小的情况下，结合声场模型的基函数系数设计出控制器参数，然后根据模型，再建立一个与抵消该噪声声场的声场模型，以此实现精准降噪，从而使系统的降噪效果最优，可以理解为在最需要降噪的位置降噪，以实现整体空间最优的降噪效果，很好的降低空间的噪声水平。

技术领域

本发明涉及降噪领域，尤其涉及一种空间场主动降噪方法。

背景技术

在工作和生活环境中，噪声污染随处可见，这些噪声对人们的身心健康造成了不良影响，因此，空间场内的降噪设计是一项比较重要的工作，一般情况下，空间内的噪声成分是比较复杂的，传统的在空间场内主动降噪的方法通过在各个噪声采样点测量噪声信号，基于每个噪声信号利用滤波电路产生降噪信号以达到消除噪声的目的，主要以整个场空间采样点上声信号功率的平均值高低为评价标准，若各采样点声信号功率的平均值达到降噪标准，则认为空间场整体噪声水平降低，但由于空间场的噪声成分是十分复杂的，部分点的降噪，并不能代表空间场的整体降噪水平，考虑到各个降噪信号对彼此的影响，使得仅仅根据各个噪声采样点的降噪结果来表征空间场的降噪水平是不准确的，降噪效果也不佳，噪声突出区域的降噪效果不明显。

发明内容

本发明旨在提供一种能够实现精准降噪的空间场主动降噪方法。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案，一种空间场主动降噪方法，包括以下步骤：

S1、确定降噪区域，在需要降噪的空间内安装多个传入装置及输出装置；

S2、计算降噪系统基函数的系数，误差麦克风阵列采集空间的噪声信号，计算麦克风阵列采集到的对应监测点的统计声压数据阵列即噪声信号为e(x,f)，x为在监测点该空间中的位置坐标，f为是监测点采集到信号的频率域统计声压值，e(x,f)用下列公式来表示：

式中φ_k(x,f)是根据降噪系统的使用环境选择的基函数，管道声场环境选用声音空腔模态，开放声场选用球面波，是一组固定的基函数，A_k(f)是基函数的系数，麦克风阵列采集到的噪声信号用来表示，的公式为：

即根据测得的噪声信号，通过上述公式推导出基函数系数的计算公式从而算出A_k(f)，公式如下：

式中的H代表厄米特矩阵，-1代表逆矩阵，A_k(f)是通过上文的e(x，f)公式算出，因为基函数固定，通过测得的信号反向算出，计算出A_k(f)和B(f)后得到上述公式的傅里叶变换即

其中式中e(f)是噪声经过反向声波抵消后，误差麦克风采集到噪声信号，d(f)是噪声在误差麦克风处的信号，W(f)是ANCfilter的传递函数，v(f)为一个换算过程中的中间变量，F为傅里叶变换，是用时间的函数来表示该参数；

S3、启动降噪系统，对空间声场各点的能量进行计算，先对依据建模计算出的声场各点声音进行有针对性的主动降噪，此时信号如下：