自适应宽带有源消声

实际中存在的噪声，一般都是窄带或有色宽带噪声（简称宽带噪声），而宽带噪声更为普遍．为使宽带自适应有源消声（ＡＡＮＣ）得到实际应用，必须保证宽带ＡＡＮＣ系统具有良好的稳定性和较高的降噪量．为此，本文对ＡＡＮＣ系统稳态性能作了理论分析和数值计算，得到了系统降噪量对噪声带宽、空间声传播通道、自适应滤波器参数等的依赖关系；以自由声场远场ＡＡＮＣ为例，从声学角度对ＡＡＮＣ系统作了物理解释，从而为改进宽带ＡＡＮＣ系统性能提供理论依据．     

管道噪声的自适应抵消及其计算机模拟

本文提出一种采用自适应抵消的管道噪声有源降噪系统，自适应滤波器为有限冲激响应的横向结构，系统中采用了辅助滤波器和补偿滤波器，它们保证了最小均方算法的正确收敛，消除了声反馈效应，计算机模拟证实了该系统的可行性，通过对具有不同物理参数的管道的计算机模拟，得到了这些参数的变化对总降噪量的影响，这些参数包括温度、气流速度、管内的吸声情形、次级声源的Q值及次级声源到检测传声器的距离，模拟的结果有助于实际管道有源降噪的系统的设计。     

一种改进的选频有源噪声控制算法

提出了一种改进的选频有源噪声控制(FSFANC)算法。 一个FSFANC系统通过在信号输入通道中引入选频滤波器(FSF)选择一根待消除的谱线进行处理,多个FSFANC系统可以独立并行工作。本算法采用只含两个系数的有限冲击响应(FIR)结构对次级通道、初级通道、选频滤波器、控制滤波器等有关模块进行建模。理论分析和实验结果表明,当FSF中心频率一定时,即便噪声谱线频率与其有几赫兹的偏差系统也依然保持稳定。本算法结构简单,计算量小,收敛速度快,稳定性高,克服了现有FSFANC算法对频率偏差要求过于严格的限制。     

局部空间自适应宽带有源消声

本文提出一个局部空间自适应宽带有源消声系统,该系统能实现有源消声所要求的任意带宽噪声在局部空间衰减,能自动补偿背景噪声及消声装置中不可控参数及噪声源变化对消声效果的影响.自适应滤波由TMS 32010数字信号处理器采用NLMS算法多路并行处理完成.实验结果表明:对普通房间中的单次级源布置方式,在主次级源前方1m,±30°扇面区域内,该系统对20—600Hz内的宽带噪声抵消,取得的最大降噪量在25dB(A)以上.     

一种用于主动降噪耳机的权重滤波误差信号滤波-x最小均方算法*

针对传统FxLMS算法前馈自适应主动降噪耳机系统因果性条件不足时在宽带噪声环境中产生的高频噪声抬升问题,该文引入权重滤波误差信号FxLMS算法用于抑制高频噪声的抬升,但该算法带来了低频降噪量不足问题。因此,进一步提出将固定系数混合控制器与权重滤波误差信号FxLMS算法结合,在解决高频噪声抬升问题的同时,保证了良好的低频降噪量。基于DSP平台实现了提出的主动降噪耳机方案。实验证明,该方案针对宽带和单频等噪声都取得了较好的降噪效果。     

多通道窄带Fx-Newton时频算法及动力机械有源隔振实验

提出了一种多通道窄带Fx-Newton算法,用多个控制器并联控制各窄带带通滤波器提取的多根线谱。离线辨识次级通道频响矩阵并求逆后,只需L×L个(通道数为L)2阶滤波器即可实现次级通道逆模型滤波,从而使控制器系数向最优值迅速收敛。还提出了窄带滤波相位差的自适应补偿算法,可提高线谱频率波动时的控制鲁棒性。在200 kW实船柴油发电机有源无源隔振装置上进行了实验,结果表明该算法可同时控制10~11根线谱,使每根线谱衰减10~35 dB。该算法运算量小,在保证收敛稳定性的同时、收敛速度大于FxLMS算法(尤其在次级通道矩阵特征值分散度大的情况)。     

多通道窄带Fx-Newton时频算法及动力机械有源隔振实验

提出了一种多通道窄带Fx—Newton算法,用多个控制器并联控制各窄带带通滤波器提取的多根线谱。离线辨识次级通道频响矩阵并求逆后,只需L×L个(通道数为L)2阶滤波器即可实现次级通道逆模型滤波,从而使控制器系数向最优值迅速收敛。还提出了窄带滤波相位差的自适应补偿算法,可提高线谱频率波动时的控制鲁棒性。在200kw实船柴油发电机有源无源隔振装置上进行了实验,结果表明该算法可同时控制10~11根线谱,使每根线谱衰减10~35dB。该算法运算量小,在保证收敛稳定性的同时、收敛速度大于FxLMS算法(尤其在次级通道矩阵特征值分散度大的情况)。      

基于H型谐振器的L波段宽带高温超导滤波器设计

宽带的高节数高温超导滤波器一直是滤波器设计和制作的难点.主要原因是强耦合的设计要求使得谐振器间距过小,制作精度难以达到.本文使用H型强耦合谐振器设计和制作了中心频率1335 MHz、相对带宽28%的14节高陡峭度超导滤波器.H型谐振器具有耦合系数高和结构紧凑、对称的性质.高的耦合系数使得H型谐振器适合用于宽带滤波器的设计;紧凑、对称的结构使得高节数的高性能宽带滤波器的实现成为可能.高温超导滤波器在无调谐情况下测试结果为S21<0.33 dB,S11<-11.3 dB,带外抑制超过70dB,矩形系数达到1.3,测试结果与设计结果符合得很好.     

军用运输机机舱有源消声实验系统的设计与实现

为验证有源消声技术在军用运输机机舱低频噪声消除方面的有效性,设计和实现了一套机舱有源消声实验系统。采用“激振器+舱壁板”方式实现了飞机螺旋桨对机舱诱导噪声的声源模拟,设计了基于前馈控制结构的自适应有源噪声控制系统,构建了基于FX-LMS算法的自适应消声控制器,采用监测麦克风组对舱内空间的消声效果进行监测。实验结果验证了自适应有源噪声控制技术在军用飞机舱室消声降噪领域的有效性,并表明初、次级声源间距对自适应有源消声系统的消声效果具有重要的影响。     

一种数字有源降噪耳机控制器设计方法

为了得到一种作用于低频宽带噪声的有源降噪耳机,采用固定系数的数字控制器实施降噪,并提出了一种前反馈混合的控制器设计方法。比较了前馈及混合两种控制模式下对低频宽带噪声的控制效果;进一步提出了一种综合优化方法,改善噪声不同角度入射下的降噪性能。仿真和基于DSP平台的实验表明,提出的方法对多方向入射的20～1500 Hz低频宽带噪声均具有较好控制效果。     

投影寻踪网络用于光纤陀螺噪声消除的研究

提出采用投影寻踪网络逼近Volterra滤波器的方法以实现光纤陀螺输出信号非线性噪声消除.投影寻踪网络采用批量学习和参数交替优化的训练算法,可以自适应确定神经网络的规模、参数和神经元函数,具有简捷的网络结构和较强的鲁棒性,克服了Volterra滤波器随着阶数增加,滤波系数的数量呈几何级数增长,实现困难的问题.仿真结果表明PPLN网络滤波器比Volterra滤波器具有更好的消噪效果.     

最小二乘格形(LSL)自适应有源消声系统算法及实现

为了提高单路有源消声系统的消声带宽，本文把具有收敛性能基本不依赖于输入这一优异特性的最小二乘格形（LSL）滤波器引入有源消声，并利用高速信号处理器TMS320C25实现滤波器功能，成功地建立了一套LSL自适应有源消声系统．实验表明，该系统对带宽为248Hz的宽带噪声能达到10－15dB（A）的抵消比，取得了较好的效果．     

应用于助听器反馈抑制的信噪比自适应滤波算法*

针对基于自适应滤波器的助听器反馈抑制系统,本文提出了一种基于信噪比的归一化最小均方误差算法,采用最小值统计法估计误差信号的噪声分量,从而计算出误差信号的信噪比来计算自适应滤波系数的更新步长。当误差信号信噪比越高,语音占主要成分,信号的相关性越强,此时将滤波器的更新步长控制在较小值,减小滤波器的失调量。当信噪比越低时,噪声占主要成分,信号的相关性相对较弱,更新步长取较大值,加快滤波器的收敛速度。在仿真实验中,本文提出的基于信噪比的归一化最小均方误差算法相较于传统算法在平均稳态失调量和稳态失调范围上分别低1dB和2dB,其最大稳态增益提高了4dB,同时具有更快的稳态收敛速度,验证了本文提出算法的有效性。     

一种尺度自适应调整的高斯滤波器设计方法

固定尺度参数的经典高斯滤波器往往在滤除噪声的同时造成图像的模糊,为此设计了一种尺度可变的自适应高斯滤波器。通过计算滤波器各滤波窗口内像素点灰度值的均值,以及该均值与当前像素点灰度值的差值,确定滤波窗口的平滑度,并将其作为高斯函数尺度的大小,从而实现滤波器尺度参数的自适应调整。实验结果表明,该滤波器在有效滤除噪声的同时能够尽可能的保持图像原有信息不受影响,且计算简单,适于工程应用。     

基于自适应滤波器的大气湍流噪声抑制

为了解决大气湍流效应所引起的光无线通信系统中的衰落问题,建立了与大气湍流噪声及其它加性噪声有关的信号模型,实现了最大输出信噪比可提高3-20dB的匹配滤波器。根据最大似然比准则,推导了强度调制/直接探测(IM/DD)的光无线通信系统的最佳判决门限。采用自适应滤波器实现了对探测门限中所含的信号和湍流的统计值的预测,该自适应门限探测技术对大气湍流噪声有很好的抑制作用,在强湍流情况下,可降低系统的误码率到10-5以下。     

鲁棒性有源头枕系统的设计方法*

为了降低舱室内休息区域乘客双耳处的低频宽带噪声,采用最优维纳滤波器的设计准则,设计出一种基于局域空间有源降噪的多通道前馈有源头枕系统。实验对比了人工头在不同位置处和不同转动角度时两通道和四通道有源头枕系统在人耳处的降噪效果;进一步地,针对人头转动时控制效果变差的情况,提出了一种低复杂度的鲁棒性算法。仿真和实验表明,通道数量增加可使该系统在人耳附近获得更大的降噪量,使用鲁棒性算法的头枕系统在人头转动时有更好的控制性能。     

基于珠串分子动力学的漫游反应H+MgH的反应速率研究（英文）

本文使用珠串分子动力学计算了多通道漫游反应H+MgH→Mg+H_2的热速率系数,明确考虑了两个反应通道:紧致和漫游通道.首次将珠串分子动力学方法应用于多通道反应.借助新开发的方法,即用于准备初始结构的优化插值工具和自适应的力常数选择方法,成功获得了热速率系数.本文结果与其他理论方法,如变分过渡态理论和量子动力学结果一致.珠串分子动力学速率结果显示出速率对温度的负相关性,这与变分过渡态理论的结果相似,但与基态量子动力学的结果不同.     

基于小波变换的图像混合噪声自适应滤除算法

为同时滤除图像中的椒盐噪声和高斯噪声,提出了一种基于小波变换的混合噪声自适应滤除算法,该算法首先采用中值滤波去除椒盐噪声,然后借助边缘检测算子区将图像为分边缘与非边缘区域,进一步对非边缘区域引入改进的均值滤波器,有效削弱高斯噪声的同时保护图像边缘细节,既初步削弱高斯噪声又保护了边缘,最后采用改进的小波阈值滤波算法,对不同的小波系数采用不同的阈值函数,通过线性回归得到各最优阈值关系式。实验结果表明,该混合噪声自适应滤除算法能有效滤除椒盐噪声和高斯噪声,在图像主观质量和客观质量上均取得了较好的效果,能提高去噪图像峰值信噪比0.5~2.0 dB。     

基于凸优化的时域宽带旁瓣控制自适应波束形成

提出了基于凸优化的时域宽带旁瓣控制自适应波束形成方法。首先将基阵波束响应表达成一组FIR滤波器系数的线性函数,然后采用如下的优化准则来设计FIR滤波器组:在保证波束形成器对期望方向信号无失真输出且波束旁瓣低于设定值的条件下,使波束输出功率最小化。同时通过对滤波器系数的范数进行约束来保证波束形成器的稳健性。该波束形成器设计问题被表述成二阶锥规划的凸优化问题来求解。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

计算机辅助消声

利用自适应信号处理的有源噪声控制技术具有改变噪声谱形伏的独特能力,系统的操作灵活、维护费用较低,其性能和可靠性继续在改进,初装费用不断下降,它必将成为各种噪声控制工程的优选方案。 有源噪声控制用电信号激励扬声器产生相反波形的声音以进行噪声抵消。自适应数字信号处理技术用传声器接收不需要的噪声,经ⅡR自适应滤波器处理,然后由扬声器产生声波抵消。扬声器和误差传声器的信号特性由另一自适应滤波器用无规噪声连续修正并