[发明专利]基于误差平方与误差平方对数之差最小的凸组合降噪方法

摘要

本发明公开了一种基于误差平方与误差平方对数之差最小的凸组合降噪方法，其步骤主要是：A、参考信号采集，采集噪声源附近的声音传感器的输出信号，得到参考信号的离散值x(n)，其滤波器的输入信号向量为X(n)＝[x(n),x(n‑1),...,x(n‑L+1)]T；B、凸组合，将大步长滤波器输出信号y1(n)和小步长滤波器输出信号y2(n)通过权重λ(n)进行凸组合得到组合滤波器输出信号y(n)，y(n)＝λ(n)y1(n)+(1‑λ(n))y2(n)；C、残余误差信号，采集扬声器附近的声音传感器的输出信号，得到抵消噪声后的声音信号d(n)，并得出残余误差信号e(n)；D、组合滤波器抽头权向量更新；E、滤波器权重更新；F、滤波器权重限定；G、重复，令n＝n+1,重复A～F的步骤。其收敛速度快，稳态误差小，降噪性能好。

主权项

1.一种基于误差平方与误差平方对数之差最小的凸组合降噪方法，其步骤如下：A、参考信号采集采集噪声源附近的声音传感器的输出信号，得到当前时刻n的参考信号的离散值x(n)，将当前时刻n到时刻n‑L+1之间的参考信号的离散值x(n),x(n‑1),...,x(n‑L+1)，构成当前时刻n的自适应滤波器输入向量X(n)，X(n)＝[x(n),x(n‑1),...,x(n‑L+1)]T；其中L＝128是滤波器抽头数，T代表转置运算；将当前时刻n的滤波器输入向量X(n)通过凸组合自适应滤波器分别得到当前时刻n的大步长滤波器输出信号y1(n)，y1(n)＝W1T(n)X(n)和当前时刻n的小步长滤波器输出信号y2(n)，y2(n)＝W2T(n)X(n)；其中，W1(n)和W2(n)分别为当前时刻n凸组合自适应滤波器中的大步长滤波器的抽头权向量和小步长滤波器的抽头权向量，其初始值为零向量；B、凸组合将当前时刻n的大步长滤波器输出信号y1(n)和小步长滤波器输出信号y2(n)，通过当前时刻n的大步长滤波器权重λ(n)进行凸组合，得到当前时刻n的滤波器组合输出信号y(n)，y(n)＝λ(n)y1(n)+(1‑λ(n))y2(n)；其中，大步长滤波器权重λ(n)的计算公式为取值范围为0～1；α(n)为当前时刻n的混合参数，其初始值为0；再将当前时刻n的滤波器组合输出信号y(n)送扬声器，由扬声器发出当前时刻n的扬声器输出信号其中，*表示卷积运算，s为扬声器的脉冲响应；同时，计算出当前时刻n的扬声器输出信号中的大步长分量和当前时刻n的扬声器输出信号中的小步长分量C、残余误差信号采集扬声器附近的声音传感器的输出信号，得到当前时刻n抵消噪声后的声音信号d(n)，并得出当前时刻n的残余误差信号e(n)，进而分别得到当前时刻n的大步长残余误差信号e₁(n)，和当前时刻n的小步长残余误差信号e₂(n)，D、组合滤波器抽头权向量更新如果当前时刻n的混合参数α(n)小于混合参数阈值σ，则下一时刻n+1的大步长滤波器的抽头权向量W1(n+1)和小步长滤波器的抽头权向量W2(n+1)分别为：如果当前时刻n的混合参数a(n)大于等于混合参数阈值σ，则下一时刻n+1的大步长滤波器的抽头权向量W1(n+1)和小步长滤波器的抽头权向量W2(n+1)分别为：其中，μ1为大步长滤波器的步长，其取值为0.008～0.01；μ2为小步长滤波器的步长，其取值为0.003～0.008；φ是正阈值参数，其取值为0.0001～0.01；混合参数阈值σ的取值为4～5；E、滤波器权重更新更新得到下一时刻n+1的混合参数a(n+1)：其中，μα是一个常数,取值范围为1～1000；更新得到下一时刻n+1的大步长滤波器权重λ(n+1)：F、滤波器权重限定如果下一时刻n+1的混合参数α(n+1)小于混合参数阈值σ的负值，即α(n+1)＜‑σ，则令α(n+1)＝‑σ；如果下一时刻n+1的混合参数α(n+1)大于等于混合参数阈值σ，即α(n+1)≥σ，则令α(n+1)＝σ；G、重复令n＝n+1,重复A～F的步骤。