[发明专利]一种具有自适应多步长的扬声器非线性参数辨识方法

说明书

本发明涉及一种具有自适应多步长的扬声器非线性参数辨识方法。经过迭代更新获得非线性参数，在每一次迭代中，均更新为参数设置的步长，其中，本发明可以以预设的增益倍数调整步长的大小，而不是仅为步长设置置零开关，从而加快了算法收敛速度；在工作过程中可以自动调整各个参数的步长，不需要人工对步长重复尝试来进行针对性的优化，普适性强，效率与自动化程度高。本发明方法适用于各种型号、尺寸、用途的动圈扬声器，相比于线性模型更加符合物理实际和应用场景。

技术领域

本发明涉及一种具有自适应多步长的扬声器非线性参数辨识方法。

背景技术

动圈扬声器造价便宜、技术成熟，在各种场景中具有广泛的应用。但是它在大信号条件下工作时发出的声音会产生明显的失真，损害音质。对动圈扬声器建立准确的非线性模型并辨识其参数是对失真进行控制的基础。在现有诸多参数辨识方法中，基于非线性集总参数模型的梯度下降辨识方法形式简单、物理意义明确，因此实用价值较高，应用最广。但是这种参数辨识方法会受到步长这一超参数的影响，在实际应用中需要格外注意。若步长设置过大，则实现参数辨识方法的算法结果有可能发散并超过计算机表示范围；若步长设置过小，则参数更新速度过缓，算法收敛所需时间过长。

为此，相关技术(参见：Bright A P,Jacobsen F,Polack J D,et al.Activecontrol of loudspeakers:An investigation of practical applications[J].2002.；扬声器非线性系统辨识方法，中国，公开号CN 106068007A)为需要辨识的每个参数分别设定不同的固定步长，加快了算法收敛速度。但在这些技术方案中，步长的设定缺少具体方法或指导准则，需要依靠经验与多次试验获得的，因此这些技术方案的计算效率与自动化程度较低。

后有研究者在上述固定步长方法的基础上，为每个参数的步长设置了一个置零开关(参见：Klippel W.Adaptive stabilization of electro-dynamical transducers[C]//2014 22nd European Signal Processing Conference(EUSIPCO).IEEE,2014:1113-1117.；用于控制电声转换器的方法及装置，中国，公开号CN 104756519A)。通过检测输入信号的统计特性来实时调整待辨识参数的个数，避免算法因为输入信号频谱过于稀疏而发散。这种方法增强了算法的鲁棒性，但是只能做到自动开关，无法在辨识过程中调整步长的具体值，无益于加快算法收敛速度。

还有另一种技术，将参数步长与辨识中的误差函数建立联系，从而实现自适应调整步长的效果(参见Bright A.Adaptive IIR filters for loudspeaker parametertracking[C]//Audio Engineering Society Conference:32nd InternationalConference:DSP For Loudspeakers.Audio Engineering Society,2007.)。但是这种方法仅限于线性模型，难以应用于更复杂、参数繁多的非线性模型。

发明内容

本发明提出一种具有自适应多步长的扬声器非线性参数辨识方法以克服上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有自适应多步长的扬声器非线性参数辨识方法，根据公式(1)所示的方法，经过迭代更新获得非线性参数w_k，

其中，w_k[n]为第n次迭代获得的参数，w_k[n+1]为第n+1次迭代获得的参数；

μ_k[n+1]为第n+1次迭代中使用的参数的步长，根据μ_k[n]更新后获得；