[发明专利]基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机、降噪方法及存储介质

权利要求书

1.一种基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机，其特征在于，包括：有源噪声控制系统、参考传声器以及消声扬声器，所述参考传声器以及消声扬声器均与所述有源噪声控制系统连接；其中：

所述参考传声器，用来采集耳机外界噪声，并将采集的外界噪声发送至所述有源噪声控制系统；

所述有源噪声控制系统，用于对所述参考传声器采集的外界噪声通过变迭代参数与限定函数相结合的变阶数算法进行处理，输出抵消噪声至所述消声扬声器；

所述消声扬声器，用于将接收到的所述抵消噪声对外输出，对实际噪声进行抵消；

所述基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机还包括：误差传声器，所述误差传声器与所述有源噪声控制系统连接；

所述误差传声器，用于对外界残余噪声进行采集，传输给所述有源噪声控制系统；

所述有源噪声控制系统，还用于根据所述误差传声器采集的外界残余噪声，调节所述有源噪声控制系统的降噪系统系数；

所述变迭代参数与限定函数相结合的变阶数算法原理如下：

使用分数变阶数的方法，假设稳态时滤波器阶数收敛到一个固定的值，则将片断误差定义为：阶数为L的滤波器的前M个元素所产生的误差，即：

其中1≤M≤L，W_L和X_L(n)分别表示稳态的滤波器系数和输入向量，W_L,1:M和X_L,1:M分别表示W_L和X_L(n)的前M个元素，d(n)表示在n时刻输入滤波器的噪声阵列；在FTLMS算法中,将滤波器阶数的代价函数定义为片段误差的平方，即则FTLMS算法需要寻找最小的L使其满足

其中，Δ是一个小于L的正整数，ε是由系统需要而定的一个小的正整数，满足上式的最小的L就被选择作为最优的滤波器阶数；该分数阶数迭代的过程如下:

同时对变阶数算法的阶数步长进行如下公式的平滑迭代处理，以加快阶数的收敛速度：

t(n)＝λt(n-1)+(1-λ)FE(n) (5)；

γ(n)＝ρt(n) (6)；

其中FE(n)为部分误差与完整误差之差，t(n)用来迭代计算FE(n)，λ和ρ均为迭代因子，其值一般接近于1，γ(n)为最后计算得到的变阶数步长；

将Sigmoid限定函数引变阶数算法中，用来减小阶数的不规则波动

2.根据权利要求1所述的基于有源噪声控制算法的主动降噪耳机，其特征在于，所述有源噪声控制系统包括：前馈有源噪声控制系统、反馈有源噪声控制系统以及处理模块，其中：

所述前馈有源噪声控制系统，用于接收所述参考传声器采集的外界噪声，对所述参考传声器采集的外界噪声进行处理，产生第一组噪声控制的权值系数；

所述反馈有源噪声控制系统，用于获取所述误差传声器采集的外界残余噪声，以及上一时刻所述消声扬声器输出的抵消噪声，产生估计噪声输入信号，基于所述估计噪声输入信号计算得到第二组噪声控制的权值系数；

所述处理模块，用于基于所述第一组噪声控制的权值系数及第二组噪声控制的权值系数，选取对噪声影响较大的系数进行重组，得到最优权值向量，以此计算最终的输出信号。