[发明专利]滤波参数自更新方法、滤波器、设备和存储介质

说明书

本发明提供一种滤波参数自更新方法、滤波器、设备和存储介质，应用于具有误差麦克风的主动降噪系统中的仿射投影滤波器中，其中滤波器的投影阶数基于失调误差的能量进行更新，失调误差为误差信号与系统噪声的差值；步长的更新基于失调误差的能量以及误差信号的能量进行更新；在主动降噪系统开始工作时，估计失调误差能量很大，此时将投影阶数更新至最大，步长更新接近于此投影阶数下的步长最大值，提升收敛速度并保障系统稳定性；当估计失调误差能量很小时，则将投影阶数更新至最小，步长更新接近于此投影阶数下的步长最小值，使得稳态误差更小。本发明实现动态调节投影阶数，而且计算量小。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，特别涉及一种滤波参数自更新方法、滤波器、设备和存储介质。

背景技术

当ANC(Active Noise Cancellation，主动噪声控制)耳机结构设计不是最优时，会导致其初级通道和次级通道冲激响应很长，或者干扰噪声频带较宽的时候，都会导致ANC耳机收敛速度慢，降噪幅度低。目前有一些基于FXLMS改进的方法，如FXNLMS，FXRLS等算法，还有一些变换域的方法，如频域ANC、子带ANC等。

在现有的ANC算法中，基于FXLMS改进的算法，例如FXNLMS，VSS-FXNLMS等算法，其收敛速度比FXLMS更快，虽然计算量增加不多，但是效果提升有限，而且在收敛速度和稳态误差之间不好设计平衡；又如一些FXRLS类算法，能够提供更快的收敛速度和更小的稳态误差，但是矩阵计算消耗资源大，不适合轻量级耳机等设备的使用；一些变换域的方法如频域ANC、子带ANC等，效果较好，但是增加了系统复杂度，并且容易引入额外的延时。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种滤波参数自更新方法、滤波器、设备和存储介质，旨在克服目前无法同时实现收敛速度快、稳态误差小以及计算量小的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种滤波参数自更新的滤波器，所述滤波器为具有误差麦克风的主动降噪系统中的仿射投影滤波器，所述滤波参数为投影阶数以及步长；

所述滤波器的滤波参数通过以下方式进行更新：

其中，N为投影阶数，其取整数，N_max为设定的最大投影阶数，N_min为设定的最小投影阶数；β为控制衰减速率参数，为估计失调误差能量，其中失调误差为误差麦克风获取的误差信号与系统噪声的差值；

mu(n)＝ρ(n)*mu_max(N)+(1-ρ(n))*mu_min(N)；

其中，mu(n)为步长，mu_max(N)、mu_min(N)分别表示投影阶数N时的步长最大值、步长最小值，ρ(n)为收敛因子，为估计误差信号的能量。

进一步地，所述估计失调误差能量的计算方式如下：

其中，α为平滑系数，ε为正则化参数，为主动降噪系统中参考麦克风获取的输入信号的能量，e(n)为所述误差信号，为输入信号的输入向量。

进一步地，所述估计误差信号的能量的计算方式如下：

本发明还提供了一种滤波参数自更新方法，应用于具有误差麦克风的主动降噪系统，所述主动降噪系统中包括仿射投影滤波器，所述滤波参数为投影阶数以及步长，所述方法包括以下步骤：

获取所述误差麦克风采集的误差信号；

根据所述误差信号与系统噪声的差值，计算得到失调误差；