多通道主动噪声控制方法及系统

本公开涉及噪声控制，尤其涉及多通道主动噪声控制方法及系统。

背景技术：

1、在噪声控制领域，主动噪声控制系统(anc，active noise control)能够有效消除低频噪声。前馈anc系统比反馈anc系统更加稳定，前馈anc系统采集噪声或与之相关的参考信号，其利用声波相消干涉的原理，控制声源发出与噪声声波幅度相同、相位相反的声波，在误差传感器附近区域进行降噪，但是在实际应用中，人耳位置与误差传感器位置有着一定的距离，所以人耳感受到的降噪效果比误差传感器位置的降噪效果差。

2、为了解决这一问题，一般使用虚拟传感技术，具体的，物理麦克风放置在远离人耳的位置，降噪区域从物理麦克风位置转移到位于人耳的虚拟麦克风位置。远程麦克风技术是虚拟传感技术中的一种，该技术包含两个阶段，调试阶段和控制阶段。

3、调试阶段需要在人耳位置放置虚拟麦克风，只在噪声源发出白噪声的情况下记录物理麦克风到虚拟麦克风的传递相应，只在次级声源发出白噪声的情况下以自适应滤波lms算法估计次级声源到物理麦克风和虚拟麦克风的次级路径。

4、控制阶段移除人耳位置的虚拟麦克风，以物理麦克风接收的误差信号估计出人耳位置的误差信号，从而使人耳位置产生安静区域。

5、但是远程麦克风技术受到物理麦克风和虚拟麦克风相对于噪声源的空间相关性影响，当系统非因果时，即噪声先到达虚拟麦克风后到达物理麦克风，以物理麦克风的误差信号难以预测虚拟麦克风的“未来”的误差信号，且远程麦克风技术计算量大，难以扩展到多通道系统。

技术实现思路

1、本公开的目的是要提供多通道主动噪声控制方法及系统，可以解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

2、根据本公开的一个方面，提供了多通道主动噪声控制方法，包括以下步骤：

3、步骤1：设置多通道主动噪声控制系统，多通道主动噪声控制系统包括噪声源、次级声源、物理麦克风、虚拟麦克风和多通道噪声控制器，次级声源、物理麦克风和虚拟麦克风三者数量相同且数量不小于2，物理麦克风设置在虚拟麦克风上方，且物理麦克风与虚拟麦克风一一对应，噪声源、次级声源、物理麦克风和虚拟麦克风分别与多通道噪声控制器相连；

4、步骤2：调试阶段，对物理麦克风信号到虚拟麦克风信号的传递响应进行识别，并分别对次级声源到物理麦克风的次级物理路径以及次级声源到虚拟麦克风的次级虚拟路径进行识别；

5、步骤3：控制阶段，将设置在物理麦克风下方的虚拟麦克风移除，多通道噪声控制器对次级声源的激励信号进行计算，并控制次级声源发声，实现噪声控制。

6、根据本公开的另一个方面，提供了多通道主动噪声控制系统，应用以上任一项的多通道主动噪声控制方法，包括：

7、噪声源、次级声源、物理麦克风、虚拟麦克风和多通道噪声控制器，次级声源、物理麦克风和虚拟麦克风三者数量相同且数量不小于2，物理麦克风设置在虚拟麦克风上方，且物理麦克风与虚拟麦克风一一对应，噪声源、次级声源、物理麦克风和虚拟麦克风分别与多通道噪声控制器相连；

8、多通道噪声控制器在调试阶段用于对物理麦克风信号到虚拟麦克风信号的传递响应进行识别，并分别对次级声源到物理麦克风的次级物理路径以及次级声源到虚拟麦克风的次级虚拟路径进行识别；

9、多通道噪声控制器在控制阶段用于对次级声源的激励信号进行计算，并控制次级声源发声，实现噪声控制。

10、本公开提供的多通道主动噪声控制方法及系统，采用频域算法并进行降采样，使计算量大幅降低；在计算过程中保留传递响应的负时间项，无需考虑物理麦克风与虚拟麦克风相对与噪声源的位置问题，不存在因物理麦克风比虚拟麦克风相对与噪声源更远导致的非因果问题，使多通道主动噪声控制系统应用起来更加灵活，控制效果更佳，噪声控制更稳定。

11、另外，在本公开技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

技术特征：

1.多通道主动噪声控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤2中，所述对物理麦克风信号到虚拟麦克风信号的传递响应进行识别包括：

3.根据权利要求2所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤2中，分别对次级声源到物理麦克风的次级物理路径以及次级声源到虚拟麦克风的次级虚拟路径进行识别包括：

4.根据权利要求3所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，对次级声源的激励信号进行计算包括：

5.根据权利要求4所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，所述获取参考信号包括：

6.根据权利要求5所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，所述根据参考信号计算物理麦克风的估计信号和虚拟麦克风的估计信号包括：

7.根据权利要求6所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，计算虚拟麦克风位置的误差信号包括：

8.根据权利要求7所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，根据误差信号，采用最小均方算法对自适应滤波器权系数进行更新包括：

9.根据权利要求8所述的多通道主动噪声控制方法，其特征在于，在步骤3中，计算更新后的权系数与参考信号的乘积，即得到次级声源的激励信号包括：

10.多通道主动噪声控制系统，其特征在于，应用权利要求1-9任一所述的多通道主动噪声控制方法，包括：

技术总结本申请公开了多通道主动噪声控制方法及系统，该方法包括：设置多通道主动噪声控制系统，多通道主动噪声控制系统包括噪声源、次级声源、物理麦克风、虚拟麦克风和多通道噪声控制器，在调试阶段，对物理麦克风信号到虚拟麦克风信号的传递响应、次级声源到物理麦克风的次级物理路径以及次级声源到虚拟麦克风的次级虚拟路径进行识别；在控制阶段，对次级声源的激励信号进行计算，并控制次级声源发声，实现噪声控制。本公开提供的多通道主动噪声控制方法及系统，采用频域算法并进行降采样，使计算量大幅降低；在计算过程中保留传递响应的负时间项，无需考虑物理麦克风与虚拟麦克风相对与噪声源的位置问题，噪声控制效果更佳，噪声控制更稳定。技术研发人员：吕伟国,黄国勇,李晓鋆受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/3/27