一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统及方法

bank structure for adaptive notch filtering and applications,”ieee-acm trans.audio,speech,lang.process.,vol.29,pp.3226-3241,oct.2021)。
7.总之，上述传统的窄带反馈型主动噪声控制系统仍然存在着参考信号合成结构中的滤波权值初值设置复杂度高、应对窄带目标噪声发生较大频率突变时噪声抑制能力不足等问题，严重影响系统的稳定性和降噪能力，制约其实际应用范围。
8.为解决上述问题，需要提供一种更有效且实用的窄带反馈型主动噪声控制系统。


技术实现要素：

9.为了解决目前的窄带反馈型主动噪声控制系统，存在着参考信号合成结构中的滤波权值初值设置复杂度高、应对窄带目标噪声发生较大频率突变时噪声抑制能力不足的问题，本发明提供了一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统及方法，所述技术方案如下：
10.本发明的第一个目的在于提供一种窄带反馈型主动噪声控制系统，所述窄带反馈型主动噪声控制系统包括：窄带目标噪声估计合成子系统1、参考信号合成子系统2和次级声源合成子系统3；
11.所述窄带目标噪声估计合成子系统1与所述参考信号合成子系统2连接；所述参考信号合成子系统2分别与所述窄带目标噪声估计合成子系统1、所述次级声源合成子系统3连接；所述次级声源合成子系统3与所述参考信号合成子系统2连接；
12.所述窄带目标噪声估计合成子系统1根据系统残余噪声和所述次级声源合成子系统3合成的次级声源估计得到窄带目标噪声；所述参考信号合成子系统2根据所述窄带目标噪声合成准确的参考信号；所述次级声源合成子系统3根据所述参考信号合成次级声源；
13.所述参考信号合成子系统2包括：串型前置自适应带通滤波器组21和并型后置自适应带通滤波器组22；
14.所述串型前置自适应带通滤波器组21由q个自适应带通滤波器按照串型方式组成，且q取值不小于窄带目标噪声中频率分量的数目；每个自适应带通滤波器均由二阶iir陷波器构成，相应的第i个二阶iir陷波器的z域模型hi(z)和第i个自适应带通滤波器的z域模型h
i,bp
(z)分别为：
[0015][0016][0017]
其中，ρ为极半径参数，ρ∈(0,1)；ai是时变的，ai(n)＝-2cos[ωi(n)]为与第i个二阶iir陷波器的中心频率有关的滤波权值，ωi(n)为第i个二阶iir陷波器的中心频率；z-1
表示一阶延迟运算；z-2
表示二阶延迟运算；n是时刻，n≥0；
[0018]
所述串型前置自适应带通滤波器组21的第i个二阶iir陷波器的输出为：
[0019]yc,i
(n)＝-ρai(n)y
c,i
(n-1)-ρ2y
c,i
(n-2)+y
c,i-1
(n)+ai(n)y
c,i-1
(n-1)+y
c,i-1
(n-2)
[0020]
其中，y
c,0
(n)＝x(n)，x(n)为所述窄带目标噪声估计合成子系统1得到的窄带目标噪声估计；
[0021]
所述串型前置自适应带通滤波器组21的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0022]yd,i
(n)＝y
c,i-1
(n)-y
c,i
(n)
[0023]
所述并型后置自适应带通滤波器组22由q个自适应带通滤波器按照并型方式组成，其中，每个自适应带通滤波器的z域模型与所述串型前置自适应带通滤波器组21中的带通滤波器的z域模型相同；
[0024]
所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的输入和输出分别为：
[0025][0026]yb,i
(n)＝-ρai(n)y
b,i
(n-1)-ρ2y
b,i
(n-2)+x
d,i
(n)+ai(n)x
d,i
(n-1)+x
d,i
(n-2)
[0027]
所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0028]
xi(n)＝x
d,i
(n)-y
b,i
(n)
[0029]
其中，xi(n)为所述次级声源合成子系统3提供准确的参考信号输入。
[0030]
可选的，所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)，采用归一化梯度算法进行更新，即：
[0031][0032]
其中，μ1为ai(n)的更新步长，取值为正值；ε为保证分母非零的参数，取值为正值；gi(n)和gi(n)分别为梯度信号和梯度信号瞬时功率的平滑估计，分别表示为：
[0033]gi
(n)＝-ρy
b,i
(n-1)+x
d,i
(n-1)
[0034][0035]
其中，α为gi(n)的遗忘因子，α∈(0,1)。
[0036]
可选的，所述窄带目标噪声估计合成子系统1包括：次级通道估计模型11、一阶延迟环节12和一阶延迟环节13；所述次级通道估计模型11和一阶延迟环节12串联；利用残余噪声e(n)和次级声源合成子系统3的输出信号y(n)经过所述次级通道估计模型11后的输出信号叠加，获得窄带目标噪声估计，所述窄带目标噪声估计为：
[0037][0038]
其中，e(n-1)为误差传声器采集到的残余噪声e(n)经所述一阶延迟环节13的输出，为y(n)经所述次级通道估计模型11的输出，为经所述一阶延迟环节12的输出；
[0039]
所述次级通道估计模型采用线性有限冲激响应滤波器表示，其系数和长度分别为和次级声源y(n)经所述次级通道估计模型11的输出为：
[0040][0041]
可选的，所述串型前置自适应带通滤波器组21中第i个二阶iir陷波器的滤波权值由所述并型后置自适应带通滤波器组22中的第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)提供；
[0042]
所述参考信号合成子系统2为所述次级声源合成子系统3的提供q个参考输入。
[0043]
可选的，所述次级声源合成子系统3包括：窄带控制器31和滤波-x最小均方算法模块32；所述窄带控制器31采用具有两个权值的幅度相位调整结构，其权值为且所述次级声源合成子系统3利用所述滤波-x最小均方算法模块32对所述窄带控制器31的权值进行更新，即：
[0044][0045][0046]
其中，μ2为所述窄带控制器31权值的更新步长，取值为正值；为所述参考信号合成子系统2提供的参考信号xi(n)经所述次级通道估计模型11滤波后的输出，为经一阶延迟运算后的输出；
[0047]
表示为：
[0048][0049]
所述次级声源合成子系统3的所述窄带控制器31的输出为：
[0050]
yi(n)＝h
i,0
(n)xi(n)+h
i,1
(n)xi(n-1)
[0051]
所述次级声源合成子系统3合成得到的次级声源y(n)为：
[0052][0053]
可选的，所述残余噪声e(n)为在声学空间内窄带目标噪声p(n)与次级声源y(n)经过实际次级通道s(z)后信号y
p
(n)之差，即：
[0054]
e(n)＝p(n)-y
p
(n)
[0055]
所述残余噪声e(n)通过误差传声器采集得到。
[0056]
本发明的第二个目的在于提供一种窄带反馈型主动噪声控制方法，所述方法基于权利要求5所述的稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统实现，所述方法包括：
[0057]
步骤一：系统初始参数设置；
[0058]
设置所述并型后置自适应带通滤波器组22的自适应带通滤波器个数q；设置二阶iir陷波器的极半径参数ρ、更新步长μ1、保证分母非零的参数ε、遗忘因子α；设置二阶iir陷波器的滤波权值的初值；设置窄带控制器31的更新步长μ2；设置窄带控制器31权值的初值；设置次级通道估计模型11的系数和长度
[0059]
步骤二：获得窄带目标噪声估计；
[0060]
利用误差传声器采集到残余噪声e(n)，以及次级声源合成子系统3的输出y(n)经次级通道估计模型11的输出它们分别经过一阶延迟环节13和一阶延迟环节12后进行叠加，获得窄带目标噪声估计x(n)：
[0061][0062]
即把在n-1时刻的残余噪声和次级通道估计模型11输出进行叠加，获得n时刻的窄带目标噪声估计；
[0063]
步骤三：两路噪声干涉相消；
[0064]
在n时刻，首先，窄带目标噪声估计x(n)经参考信号合成子系统2后合成得到参考信号然后，参考信号输入到次级声源合成子系统3，得到次级声源y(n)；最后，次级声源y(n)和窄带目标噪声在声学空间进行干涉相消，得到残余噪声e(n)；
[0065]
步骤四：更新主动噪声控制系统；
[0066]
利用所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的输出y
b,i
(n)
及梯度信号gi(n)，根据第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)更新公式计算其在n+1时刻的滤波权值ai(n+1)；
[0067]
利用所述残余噪声e(n)和参考信号xi(n)经次级通道估计模型11滤波后的输出根据所述窄带控制器31的权值更新公式计算在n+1时刻的窄带控制器31的权值；
[0068]
步骤五：返回到步骤二，重复上述步骤二到步骤四，直至系统收敛并达到稳态。
[0069]
可选的，所述次级通道估计模型通过离线辨识得到。
[0070]
可选的，所述二阶iir陷波器的滤波权值的初值均设置为-2。
[0071]
可选的，所述窄带控制器31权值的初值均为设置零。
[0072]
本发明有益效果是：
[0073]
1、本发明采用串并结合型自适应带通滤波器结构，无需预测窄带目标噪声的初始频率信息，大大降低了其滤波权值的初值设置复杂度，解决了同时含多个不同频率分量的窄带目标噪声的频率估计收敛于同一频率值的问题，为次级声源合成提供准确的参考信号；
[0074]
2、仿真结果表明，本发明系统可有效应对窄带目标噪声的频率分量发生较大突变的情形，解决了可能产生的频率偏移导致其降噪性能下降的问题，改善了系统的稳定性和降噪性能；
[0075]
3、仿真结果表明，本发明可同时快速准确地估计出窄带目标噪声中的谐波性频率分量和非谐波性频率分量，提升其应对复杂窄带目标噪声的抑制能力，适用于复杂降噪场合；
[0076]
4、本发明无需安装参考传感器，具有硬件成本低、计算量低的优点，理论上可实现系统达到稳态后获得的残余噪声能量趋于环境水平，拓宽其实际应用范围。
附图说明
[0077]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0078]
图1是本发明实施例二的一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统的原理图。
[0079]
图2(a)是本发明实施例四的残余噪声均方误差的变化曲线图。
[0080]
图2(b)是本发明实施例四的二阶iir陷波器的滤波权值的变化曲线图。
[0081]
图3(a)是本发明实施例五的目标噪声和残余噪声的变化曲线图。
[0082]
图3(b)是本发明实施例五的二阶iir陷波器的滤波权值的变化曲线图。
具体实施方式
[0083]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0084]
实施例一：
[0085]
本实施例提供一种窄带反馈型主动噪声控制系统，所述窄带反馈型主动噪声控制系统包括：窄带目标噪声估计合成子系统1、参考信号合成子系统2和次级声源合成子系统
3；
[0086]
所述窄带目标噪声估计合成子系统1与所述参考信号合成子系统2连接；所述参考信号合成子系统2分别与所述窄带目标噪声估计合成子系统1、所述次级声源合成子系统3连接；所述次级声源合成子系统3与所述参考信号合成子系统2连接；
[0087]
所述窄带目标噪声估计合成子系统1根据系统残余噪声和所述次级声源合成子系统3合成的次级声源估计得到窄带目标噪声；所述参考信号合成子系统2根据所述窄带目标噪声合成准确的参考信号；所述次级声源合成子系统3根据所述参考信号合成次级声源；
[0088]
所述参考信号合成子系统2包括：串型前置自适应带通滤波器组21和并型后置自适应带通滤波器组22；
[0089]
所述串型前置自适应带通滤波器组21由q个自适应带通滤波器按照串型方式组成，且q取值不小于窄带目标噪声中频率分量的数目；每个自适应带通滤波器均由二阶iir陷波器构成，相应的第i个二阶iir陷波器的z域模型hi(z)和第i个自适应带通滤波器的z域模型h
i,bp
(z)分别为：
[0090][0091][0092]
其中，ρ为极半径参数，ρ∈(0,1)；ai是时变的，ai(n)＝-2cos[ωi(n)]为与第i个二阶iir陷波器的中心频率有关的滤波权值，ωi(n)为第i个二阶iir陷波器的中心频率；z-1
表示一阶延迟运算；z-2
表示二阶延迟运算；n是时刻，n≥0；
[0093]
所述串型前置自适应带通滤波器组21的第i个二阶iir陷波器的输出为：
[0094]yc,i
(n)＝-ρai(n)y
c,i
(n-1)-ρ2y
c,i
(n-2)+y
c,i-1
(n)+ai(n)y
c,i-1
(n-1)+y
c,i-1
(n-2)
[0095]
其中，y
c,0
(n)＝x(n)，x(n)为所述窄带目标噪声估计合成子系统1得到的窄带目标噪声估计；
[0096]
所述串型前置自适应带通滤波器组21的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0097]yd,i
(n)＝y
c,i-1
(n)-y
c,i
(n)
[0098]
所述并型后置自适应带通滤波器组22由q个自适应带通滤波器按照并型方式组成，其中，每个自适应带通滤波器的z域模型与所述串型前置自适应带通滤波器组21中的带通滤波器的z域模型相同；
[0099]
所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的输入和输出分别为：
[0100][0101]yb,i
(n)＝-ρai(n)y
b,i
(n-1)-ρ2y
b,i
(n-2)+x
d,i
(n)+ai(n)x
d,i
(n-1)+x
d,i
(n-2)
[0102]
所述并型后置自适应带通滤波器组22的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0103]
xi(n)＝x
d,i
(n)-y
b,i
(n)
[0104]
其中，xi(n)为所述次级声源合成子系统3提供准确的参考信号输入。
[0105]
实施例二：
[0106]
本实施例提供了一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制系统，参见图1，所述主动噪声控制系统包括：窄带目标噪声估计合成子系统1、参考信号合成子系统2和次级声源合成
子系统3。
[0107]
窄带目标噪声估计合成子系统1与参考信号合成子系统2连接；参考信号合成子系统2分别与窄带目标噪声估计合成子系统1、次级声源合成子系统3连接；次级声源合成子系统3与参考信号合成子系统2连接。
[0108]
窄带目标噪声估计合成子系统1用于合成估计得到窄带目标噪声；参考信号合成子系统2用于合成准确的参考信号；次级声源合成子系统3用于合成次级声源。
[0109]
窄带目标噪声为：
[0110][0111]
其中，p0(n)为窄带目标噪声中的窄带频率分量；v
p
(n)为均值为零、方差为的加性高斯白噪声；q0为窄带目标噪声中频率分量数目；为窄带分量的幅度；ω
p,i
为目标噪声中第i个窄带分量的频率；θi为第i个窄带分量的初始相位；n是时刻，n≥0。
[0112]
实际次级通道s(z)表示从次级扬声器到误差传声器之间的声学空间传递模型，可采用线性有限冲激响应滤波器或线性无限冲激响应滤波器来表示。
[0113]
窄带目标噪声估计合成子系统1包括：次级通道估计模型11、一阶延迟环节12和一阶延迟环节13；次级通道估计模型11和一阶延迟环节12串联；利用残余噪声e(n)和次级声源合成子系统3的输出信号y(n)经过次级通道估计模型11后的输出信号叠加，获得窄带目标噪声估计；窄带目标噪声估计为：
[0114][0115]
其中，e(n-1)为误差传声器采集到的残余噪声e(n)经一阶延迟环节13的输出，为y(n)经次级通道估计模型11的输出，为经一阶延迟环节12的输出。
[0116]
次级通道估计模型可通过离线辨识得到，采用线性有限冲激响应滤波器表示，其系数和长度分别为和次级声源y(n)经次级通道估计模型11的输出为：
[0117][0118]
参考信号合成子系统2以窄带目标噪声估计合成子系统1得到的窄带目标噪声估计为输入，用于合成次级声源。包括：串型前置自适应带通滤波器组21和并型后置自适应带通滤波器组22。
[0119]
串型前置自适应带通滤波器组21由q个自适应带通滤波器按照串型方式组成，且q取值通常不小于窄带目标噪声中频率分量数目q0；每个自适应带通滤波器均由二阶iir陷波器构成，相应的第i个二阶iir陷波器的z域模型hi(z)和第i个自适应带通滤波器的z域模型h
i,bp
(z)分别为：
[0120][0121][0122]
其中，ρ为极半径参数，ρ∈(0,1)；ai是时变的，ai(n)＝-2cos[ωi(n)]为与第i个二阶iir陷波器的中心频率有关的滤波权值，ωi(n)为第i个二阶iir陷波器的中心频率；z-1
表
示一阶延迟运算；z-2
表示二阶延迟运算。
[0123]
串型前置自适应带通滤波器组21的第i个二阶iir陷波器的输出为：
[0124]yc,i
(n)＝-ρai(n)y
c,i
(n-1)-ρ2y
c,i
(n-2)+y
c,i-1
(n)+ai(n)y
c,i-1
(n-1)+y
c,i-1
(n-2)
[0125]
其中，y
c,0
(n)＝x(n)，x(n)为窄带目标噪声估计合成子系统1得到的窄带目标噪声估计。串型前置自适应带通滤波器组21的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0126]yd,i
(n)＝y
c,i-1
(n)-y
c,i
(n)
[0127]
并型后置自适应带通滤波器组22由q个自适应带通滤波器按照并型方式组成，其中，每个自适应带通滤波器的z域模型与串型前置自适应带通滤波器组21中的带通滤波器的z域模型相同。
[0128]
并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的输入和输出分别为：
[0129][0130]yb,i
(n)＝-ρai(n)y
b,i
(n-1)-ρ2y
b,i
(n-2)+x
d,i
(n)+ai(n)x
d,i
(n-1)+x
d,i
(n-2)
[0131]
并型后置自适应带通滤波器组22的第i个自适应带通滤波器的输出为：
[0132]
xi(n)＝x
d,i
(n)-y
b,i
(n)
[0133]
其中，xi(n)为次级声源合成子系统3的窄带控制器31提供准确的参考输入。
[0134]
为快速准确地估计窄带目标噪声中的窄带频率分量，并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)，采用归一化梯度算法进行更新，即：
[0135][0136]
其中，μ1为ai(n)的更新步长，取值为正值；ε为保证分母非零的参数，取值为正值；gi(n)和gi(n)分别为梯度信号和梯度信号瞬时功率的平滑估计，分别表示为：
[0137]gi
(n)＝-ρy
b,i
(n-1)+x
d,i
(n-1)
[0138][0139]
其中，α为gi(n)的遗忘因子，α∈(0,1)。
[0140]
串型前置自适应带通滤波器组21中第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)由并型后置自适应带通滤波器组22中的第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)提供。
[0141]
参考信号合成子系统2为次级声源合成子系统3的提供q个参考输入。
[0142]
次级声源合成子系统3包括：窄带控制器31和滤波-x最小均方算法模块32；窄带控制器31采用具有两个权值的幅度相位调整结构，其权值为且次级声源合成子系统3利用滤波-x最小均方算法模块32对窄带控制器31的权值进行更新，即：
[0143][0144][0145]
其中，μ2为窄带控制器31权值的更新步长，取值为正值；为参考信号合成子系统2提供的参考信号xi(n)经次级通道估计模型11滤波后的输出，为经一阶延迟运算后的输出；可表示为：
[0146][0147]
次级声源合成子系统3的窄带控制器31的输出为：
[0148]
yi(n)＝h
i,0
(n)xi(n)+h
i,1
(n)xi(n-1)；
[0149]
次级声源合成子系统3合成得到的次级声源y(n)为：
[0150][0151]
残余噪声e(n)为在声学空间内窄带目标噪声p(n)与次级声源y(n)经过实际次级通道s(z)后信号y
p
(n)之差，即：
[0152]
e(n)＝p(n)-y
p
(n)
[0153]
残余噪声e(n)通过误差传声器采集得到。
[0154]
实施例三：
[0155]
本实施例提供一种稳健的窄带反馈型主动噪声控制方法，基于实施例二记载的窄带反馈型主动噪声控制系统实现，包括：
[0156]
步骤一：系统初始参数设置
[0157]
设置并型后置自适应带通滤波器组22的自适应带通滤波器个数q；设置二阶iir陷波器的极半径参数ρ、更新步长μ1、保证分母非零的参数ε、遗忘因子α；设置二阶iir陷波器的滤波权值的初值均为-2；设置窄带控制器31的更新步长μ2；设置窄带控制器31权值的初值均为零；设置通过离线辨识得到的次级通道估计模型11的系数和长度
[0158]
步骤二：获得窄带目标噪声估计
[0159]
利用误差传声器采集到残余噪声e(n)，以及次级声源合成子系统3的输出y(n)经次级通道估计模型11的输出它们分别经过一阶延迟环节13和一阶延迟环节12后进行叠加，获得窄带目标噪声估计x(n)：
[0160][0161]
即把在n-1时刻的残余噪声和次级通道估计模型11输出进行叠加，获得n时刻的窄带目标噪声估计；
[0162]
步骤三：两路噪声干涉相消
[0163]
在n时刻，首先，窄带目标噪声估计x(n)经参考信号合成子系统2后合成得到参考信号然后，参考信号输入到次级声源合成子系统3，得到次级声源y(n)；最后，次级声源y(n)和窄带目标噪声在声学空间进行干涉相消，得到残余噪声e(n)；
[0164]
步骤四：更新主动噪声控制系统
[0165]
利用并型后置自适应带通滤波器组22的第i个二阶iir陷波器的输出y
b,i
(n)及梯度信号gi(n)，根据第i个二阶iir陷波器的滤波权值ai(n)更新公式计算其在n+1时刻的滤波权值ai(n+1)；
[0166]
利用残余噪声e(n)和参考信号xi(n)经次级通道估计模型11滤波后的输出根据窄带控制器31的权值更新公式计算在n+1时刻的窄带控制器31的权值；
[0167]
步骤五：返回到步骤二，重复上述步骤二到步骤四，直至系统收敛并达到稳态，实现主动噪声控制。
[0168]
实施例四：仿真噪声与仿真次级通道情况下的验证
[0169]
窄带目标噪声由三个频率分量和加性高斯白噪声组成，为验证本发明系统应对非
平稳窄带目标噪声的较大突变和应对非谐波性频率分量的能力，前半部分三个频率分量的归一化角频率分别为0.10π、0.20π和0.30π，后半部分三个频率分量的归一化角频率分别为0.15π、0.25π和0.35π，所有频率分量幅度均为1、初始相位均为零；加性高斯白噪声的均值为零、方差为0.10。
[0170]
实际次级通道s(z)采用线性fir模型，利用matlab函数fir1()产生，其长度和截止频率分别为21和0.5π。次级通道估计模型通过离线辨识得到，用线性fir滤波器表示，其长度选取自适应带通滤波器个数q＝3；二阶iir陷波器的极半径参数ρ＝0.975、更新步长μ1＝0.0005、保证分母非零的参数ε＝0.01、遗忘因子α＝0.98；窄带控制器的更新步长μ2＝0.01。独立运行次数为100次；仿真样本长度为60000。
[0171]
图2(a)为本实施例在仿真噪声与仿真次级通道情况下残余噪声均方误差的变化曲线；当系统达到稳态后，前半部分和后半部分的降噪量分别为11.46db和11.49db，相应的系统残余均方误差约为0.1144和0.1135，其均接近于窄带目标噪声中加性高斯白噪声的方差，即趋于环境噪声水平，表明具有良好的窄带目标噪声抑制性能。
[0172]
图2(b)为该情况下所有二阶iir陷波器的滤波权值的变化曲线，其初始值均为-2，随着迭代进行逐步收敛到不同频率分量对应的滤波权值，表明本发明系统不但能够应对非平稳窄带目标噪声发生较大频率突变的能力，而且具有良好的抑制非谐波性频率分量的性能。
[0173]
实施例五：实际噪声与实际次级通道情形下的验证
[0174]
实际噪声来源于工况下大型切割机械噪声，非平稳窄带目标噪声分为前后两半部分，前半部分对应转速为1600rpm、后半部分对应转速为1400rpm。实际次级通道为被同行广泛采用的iir模型(s.m.kuo and d.r.morgan,active noise control systems-algorithms and dsp implementation,new york:wiley,1996.)；次级通道估计模型通过离线辨识得到，用线性fir滤波器表示，其长度选取自适应带通滤波器个数q＝6；二阶iir陷波器的极半径参数ρ＝0.92、更新步长μ1＝0.012、保证分母非零的参数ε＝0.01、遗忘因子α＝0.98；窄带控制器的更新步长μ2＝0.2。实际样本长度为30000。
[0175]
图3(a)为本实施例在实际目标噪声与实际次级通道情况下目标噪声和残余噪声的变化曲线，当系统达到稳态后，系统前半部分和后半部分的降噪量分别为10.74db和11.28db，进一步表明具有良好的窄带目标噪声抑制性能；
[0176]
图3(b)为该情况下所有二阶iir陷波器的滤波权值的变化曲线，其初始值均为-2，且随着迭代进行逐步收敛到不同频率分量对应的滤波权值，进一步表明本发明系统能够有效应对实际工况下的非平稳窄带目标噪声，尤其是目标噪声中窄带频率分量发生较大突变的情形。
[0177]
本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。
[0178]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。