油烟机及其降噪方法、装置、计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及油烟机降噪技术领域，尤其涉及一种油烟机及其降噪方法、装置、计算机可读存储介质。


背景技术：

2.吸油烟机已成为多数家庭厨房的必备设备，吸油烟机在工作时通常会产生噪声，影响用户的使用体验效果。为了降低吸油烟机工作时所产生噪声对用户的不利影响，目前主要采用主动降噪方法(或者称有源降噪方法)来进行降噪处理。
3.现有的主动降噪方法主要是通过在烟机风道内布置麦克风和扬声器，由扬声器播放与油烟机的噪声信号的振幅相同且相位相反的降噪信号，使得降噪信号抵消掉油烟机噪声，达到降噪的效果。但是，降噪过程中，噪声信号与降噪信号之间的相互干扰会影响主动降噪效果。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种油烟机及其降噪方法、装置、计算机可读存储介质。
5.本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.第一方面，提供一种油烟机的降噪方法，包括：
7.采用降噪信号对油烟机的噪声信号进行主动降噪，并在主动降噪的过程中确定残余信号与所述噪声信号之间的误差信号；
8.在确定所述误差信号与目标信号不匹配的情况下，根据所述误差信号重新标定级传递路径函数，并使用重新标定的次级传递路径函数对所述噪声信号进行去干扰处理，得到对应于所述噪声信号的估计信号；
9.根据所述误差信号和所述估计信号优化所述油烟机的噪声滤波器，并采用更新后的噪声滤波器对所述噪声信号进行过滤处理；
10.采用降噪信号对经过过滤处理的噪声信号再次进行主动降噪。
11.可选地，根据所述误差信号重新标定级传递路径函数，包括：
12.根据所述误差信号确定次级路径误差信号；
13.将收敛至最小值时的次级路径误差信号和所述降噪信号反馈至第一lms算法，以更新所述次级传递路径函数的系数，得到重新标定的次级传递路径函数。
14.可选地，根据所述误差信号确定次级路径误差信号，包括：
15.根据所述误差信号和其他信号确定所述次级路径误差信号；其中，所述其他信号包括以下至少之一：采用估计的初级传递路径函数对所述噪声信号进行处理得到的第一信号、采用所述次级传递路径函数对所述降噪信号进行处理得到的第二信号、采用所述噪声滤波器和所述次级传递路径函数依次对所述噪声信号进行处理得到的第三信号。
16.可选地，根据所述误差信号和所述估计信号优化所述油烟机的噪声滤波器，包括：
17.将所述误差信号和所述估计信号反馈至第二lms算法，以更新所述噪声滤波器的滤波系数。
18.第二方面，提供一种油烟机的降噪装置，包括：
19.确定模块，用于采用降噪信号对油烟机的噪声信号进行主动降噪，并在主动降噪的过程中确定残余信号与所述噪声信号之间的误差信号；
20.标定模块，用于在确定所述误差信号与目标信号不匹配的情况下，根据所述误差信号重新标定级传递路径函数，并使用重新标定的次级传递路径函数对所述噪声信号进行去干扰处理，得到对应于所述噪声信号的估计信号；
21.优化模块，用于根据所述误差信号和所述估计信号优化所述油烟机的噪声滤波器，并采用更新后的噪声滤波器对所述噪声信号进行过滤处理；
22.降噪模块，用于采用降噪信号对经过过滤处理的噪声信号再次进行主动降噪。
23.可选地，所述标定模块包括：
24.确定单元，用于根据所述误差信号确定次级路径误差信号；
25.反馈单元，用于将收敛至最小值时的次级路径误差信号和所述降噪信号反馈至第一lms算法，以更新所述次级传递路径函数的系数，得到重新标定的次级传递路径函数。
26.可选地，所述确定单元具体用于：
27.根据所述误差信号和其他信号确定所述次级路径误差信号；其中，所述其他信号包括以下至少之一：采用估计的初级传递路径函数对所述噪声信号进行处理得到的第一信号、采用所述次级传递路径函数对所述降噪信号进行处理得到的第二信号、采用所述噪声滤波器和所述次级传递路径函数依次对所述噪声信号进行处理得到的第三信号。
28.可选地，所述优化模块具体用于：
29.将所述误差信号和所述估计信号反馈至第二lms算法，以更新所述噪声滤波器的滤波系数。
30.第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的油烟机的降噪方法。
31.第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的油烟机的降噪方法。
32.本发明的积极进步效果在于：本发明能够根据残余信号与噪声信号之间的误差信号对次级传递路径函数进行自适应标定，标定后的次级传递路径函数对麦克风采集的噪声信号进行去干扰处理，以消除或者减少噪声信号与降噪信号之间的干扰，可以提高主动降噪效果。且通过对次级传递路径函数的自适应标定，能够及时优化次级传递路径函数，消除由于厨房油污附着等原因造成的次级传递路径变化对主动降噪的影响，从而保证稳定的主动降噪效果，且能够适用于各类场景下的主动降噪。
附图说明
33.图1为本发明一示例性实施例提供的一种油烟机的降噪方法的流程图，应用于控制器；
34.图2为本发明一示例性实施例提供的一种油烟机的降噪方法的逻辑控制图；
35.图3为本发明一示例性实施例提供的一种油烟机的降噪装置的模块示意图；
36.图4为本发明一示例实施例示出的一种油烟机的结构示意图。
具体实施方式
37.下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
38.图1为本发明实施例提供的一种油烟机的降噪方法的流程图，应用于控制器，该降噪方法包括以下步骤：
39.步骤101、采用降噪信号对油烟机的噪声信号进行主动降噪，并在主动降噪的过程中确定残余信号与所述噪声信号之间的误差信号。
40.在一个实施例中，主动降噪过程中，触发部署于油烟机上的扬声器播放降噪信号，以对油烟机的噪声声源产生的噪声信号进行抵消，噪声声源通过噪声滤波器播放噪声信号。为了较好地抵消噪声信号，扬声器与噪声声源几乎部署于同一水平线上。同时触发部署于油烟机上的麦克风采集残余信号。麦克风可以部署于烟道内部，麦克风可以是单个麦克风，也可以是麦克风阵列，本发明实施例对麦克风的具体形式不做特别限定。
41.误差信号e(n)为麦克风实时采集的残余信号与噪声信号之差。噪声信号为单启动油烟机，未启动主动降噪系统时，麦克风采集的噪声信号。
42.步骤102、确定误差信号与目标信号是否相匹配。
43.其中，目标信号根据历史经验确定。
44.若误差信号与目标信号不相匹配，也即δ＝e
′
(n)-e(n)≥预设值，说明此时误差较大，噪声信号与降噪信号可能存在相互干扰，需要重新标定的次级传递路径函数，则执行步骤103。若误差信号与目标信号相匹配，也即δ＝e
′
(n)-e(n)＜预设值，说明此时误差较小，噪声信号与降噪信号不存在干扰或者干扰很小，则返回步骤101。
45.步骤103、根据误差信号重新标定次级传递路径函数，并使用重新标定的次级传递路径函数对噪声信号进行去干扰处理，得到对应于噪声信号的估计信号。
46.其中，次级传递路径为扬声器播放的信号传播至麦克风的路径，包括主动降噪系统包含的数模转换模块、信号放大电路、模数转换模块、滤波电路、以及扬声器到麦克风之间的实际管道等物理通道。
47.在一个实施例中，步骤103具体包括：
48.步骤103-1、根据误差信号确定次级路径误差信号。
49.在一个实施例中，确定次级路径误差信号时还需参考其他信号，也即根据误差信号和其他信号确定次级路径误差信号。
50.其中，信号包括以下至少之一：采用估计的初级传递路径函数对降噪信号进行处理得到的第一信号、采用次级传递路径函数对降噪信号进行处理得到的第二信号、采用第一滤波器和次级传递路径函数依次对噪声信号进行处理得到的第三信号。
51.步骤103-2、将收敛至最小值时的次级路径误差信号和降噪信号反馈至lms算法，以更新次级传递路径函数的系数，得到重新标定的次级传递路径函数。
52.步骤103-1和步骤103-2实现了次级传递路径函数的重新标定。
53.步骤103-3、使用重新标定的次级传递路径函数对噪声信号进行去干扰处理，得到
对应于噪声信号的估计信号。
54.步骤104、根据误差信号和估计信号优化油烟机的噪声滤波器，并采用更新后的噪声滤波器对噪声信号进行过滤处理。
55.在一个实施例中，步骤104包括：
56.步骤104-1、将误差信号和估计信号反馈至第二lms算法，以更新噪声滤波器的滤波系数。
57.步骤104-2、采用更新后的噪声滤波器对噪声信号进行过滤处理。
58.步骤105、采用降噪信号对经过过滤处理的噪声信号再次进行主动降噪。
59.本发明能够根据残余信号与噪声信号之间的误差信号对次级传递路径函数进行自适应标定，标定后的次级传递路径函数对麦克风采集的噪声信号进行去干扰处理，以消除或者减少噪声信号与降噪信号之间的干扰，可以提高主动降噪效果。且通过对次级传递路径函数的自适应标定，能够及时优化次级传递路径函数，消除由于厨房油污附着等原因造成的次级传递路径变化对主动降噪的影响，从而保证稳定的主动降噪效果，且能够适用于各类场景下的主动降噪。
60.图2为本发明一示例性实施例提供的一种油烟机的降噪方法的逻辑控制图，下面结合图2介绍对次级传递路径函数的自适应标定过程。
61.当单开启油烟机、不启动主动降噪信号时，油烟机的噪声源发出的初级声源x(n)经过初始初级传递路径p(n)达到麦克风，麦克风采集到噪声信号为d(n)。初级传递路径为油烟机的噪声源传递至麦克风的路径。、
62.主动降噪过程中，噪声滤波器w(n)对初级声源x(n)进行过滤，得到信号y(n)，扬声器播放的降噪信号v(n)对信号y(n)进行抵消，经过初始次级传递路径g(n)，由麦克风采集到残余信号y
′
(n)-v
′
(n)，从而得到e(n)＝d(n)-y
′
(n)+v
′
(n)＝x(n)*p(n)-y
′
(n)+v
′
(n)＝x(n)*p(n)-y(n)*g(n)+v(n)*g(n)；
63.其中，y(n)＝x(n)*w(n)；
64.当单开启扬声器、不启动油烟机时，降噪信号经过待估计的次级传递路径函数g
′
(n)处理后得到第二信号v
″
(n)＝v(n)*g
′
(n)；
65.次级路径误差信号f(n)表示如下：
66.f(n)＝e(n)-v
″
(n)-d
′
(n)-y
″
(n)＝x(n)*p(n)-y(n)*g(n)+v(n)*g(n)-v(n)*g
′
(n)-x(n)*p
′
(n)+y(n)*g
′
(n)＝x(n)*p(n)-x(n)*p
′
(n)+v(n)*g(n)-v(n)*g
′
(n)-y(n)*g(n)+y(n)*g
′
(n)；
67.其中，d
′
(n)表示采用估计的初级传递路径函数p
′
(n)对噪声信号进行处理得到的第一信号；y
″
(n)表示采用噪声滤波器w(n)和次级传递路径函数g
′
(n)依次对噪声信号进行处理得到的第三信号。
68.在上述中，由于初级传递路径变化较小，因此x(n)*p(n)-x(n)*p
′
(n)可以忽略为0；因此可以将f(n)化简为：
69.f(n)＝v(n)*g(n)-v(n)*g
′
(n)-y(n)*g(n)+y(n)*g
′
(n)；
70.化简后的f(n)是一个与油烟机的噪声声源无关的函数，此时可以计算f(n)使之达到收敛。
71.将收敛至最小值时的次级路径误差信号f(n)和降噪信号v(n)反馈至第一lms算
法，以更新次级传递路径函数的系数，得到重新标定的次级传递路径函数。
72.将重新标定后的次级传递路径函数对噪声信号进行去干扰处理，可以在自适应控制中，削减来自主要自适应控制的初级声源x(n)对降噪信号的干扰，将问题聚焦于f(n)的收敛上来。
73.与前述油烟机的降噪方法实施例相对应，本发明还提供了油烟机的降噪装置的实施例。
74.图3为本发明一示例性实施例提供的一种油烟机的降噪装置的模块示意图，该降噪装置包括：
75.确定模块31，用于采用降噪信号对油烟机的噪声信号进行主动降噪，并在主动降噪的过程中确定残余信号与所述噪声信号之间的误差信号；
76.标定模块32，用于在确定所述误差信号与目标信号不匹配的情况下，根据所述误差信号重新标定级传递路径函数，并使用重新标定的次级传递路径函数对所述噪声信号进行去干扰处理，得到对应于所述噪声信号的估计信号；
77.优化模块33，用于根据所述误差信号和所述估计信号优化所述油烟机的噪声滤波器，并采用更新后的噪声滤波器对所述噪声信号进行过滤处理；
78.降噪模块34，用于采用降噪信号对经过过滤处理的噪声信号再次进行主动降噪。
79.可选地，所述标定模块包括：
80.确定单元，用于根据所述误差信号确定次级路径误差信号；
81.反馈单元，用于将收敛至最小值时的次级路径误差信号和所述降噪信号反馈至第一lms算法，以更新所述次级传递路径函数的系数，得到重新标定的次级传递路径函数。
82.可选地，所述确定单元具体用于：
83.根据所述误差信号和其他信号确定所述次级路径误差信号；其中，所述其他信号包括以下至少之一：采用估计的初级传递路径函数对所述噪声信号进行处理得到的第一信号、采用所述次级传递路径函数对所述降噪信号进行处理得到的第二信号、采用所述噪声滤波器和所述次级传递路径函数依次对所述噪声信号进行处理得到的第三信号。
84.可选地，所述优化模块具体用于：
85.将所述误差信号和所述估计信号反馈至第二lms算法，以更新所述噪声滤波器的滤波系数。
86.对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
87.图4为本发明一示例实施例示出的一种油烟机的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性油烟机40的框图。图4显示的油烟机40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
88.如图4所示，油烟机40可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。油烟机40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器41、上述至少一个存储器42、
连接不同系统组件(包括存储器42和处理器41)的总线43。
89.总线43包括数据总线、地址总线和控制总线。
90.存储器42可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(ram)421和/或高速缓存存储器422，还可以进一步包括只读存储器(rom)423。
91.存储器42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块424的程序工具425(或实用工具)，这样的程序模块424包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
92.处理器41通过运行存储在存储器42中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的方法。
93.油烟机40也可以与一个或多个外部设备44通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口45进行。并且，模型生成的油烟机40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器46通过总线43与模型生成的油烟机40的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的油烟机40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、raid(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
94.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
95.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。
96.其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
97.在可能的实施方式中，本发明实施例还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现上述任一实施例的方法。
98.其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
99.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。