存在声反馈的前馈有源噪声控制系统性能分析

在一些应用场合,前馈有源噪声控制系统中次级源产生的声信号会反馈至参考传声器,影响参考信号质量和系统稳定,导致控制性能下降。引入了等效次级路径的概念,并通过等效次级路径与实际路径的相位偏差分析存在声反馈时的收敛性能。若某些频率的相位偏差大于90°,则这些频率附近将较难收敛,降噪性能下降,甚至导致系统不稳定。通过仿真和实验对单指向传声器声学方法、自适应滤波u型最小均方差(FuLMS)算法、反馈中和算法和在线建模算法共4种解决声反馈问题的方法的性能进行了比较。结果表明,4种方法都能提高存在声反馈时的前馈有源噪声控制系统的性能,有效解决声反馈引起的问题,但各有优缺点。单指向传声器方法最为方便,但低频指向性较差。FuLMS算法运算量较低,但不能保证收敛。反馈中和算法性能最好,但当系统时变时鲁棒性较差。在线建模算法不需要额外滤波器,但由于参数调节复杂,降噪性能稍差。      

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     

一种低复杂度的稳健自适应波束形成

稳健自适应波束形成可以解决经典自适应波束形成在非理想条件下(如存在方位失配、阵元位置误差、非平面波传播等)性能下降的问题,因而受到广泛关注,但目前多数稳健自适应波束形成方法计算复杂度高,在高信噪比时性能下降。为此,研究提出了一种分别重构干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵的低复杂度的稳健自适应波束形成方法,以减小计算量,提高稳健性。仿真实验表明,该算法能获得近似最优的输出信干噪比和更好的稳健性。     

一种最差情况下性能最优化的特征分析自适应波束形成方法

自适应波束形成在弱目标检测和空域滤波中应用广泛。然而在实际海洋环境中,失配情况比较普遍,往往会导致传统自适应波束形成方法性能明显下降。针对此问题,本文基于特征分析重构观测信号协方差矩阵来抑制干扰对弱目标检测的影响,在此基础上进一步利用凸优化算法来提高波束形成方法的鲁棒性。数值仿真和海试数据处理结果表明,本文所提方法在抑制干扰对弱目标影响的基础上,在阵元位置平均误差不超过入射信号中心频率对应波长的40%的情况下,仍可以鲁棒地检测目标信号。同时,该方法显著提高了自适应波束形成方法的输出信干噪比,且受对角加载量取值的影响较小。      

改进的中值滤波算法在图像去噪中的应用

 针对标准中值滤波方法存在的不足,结合均值思想提出两种改进的中值滤波算法,即加权快速中值滤波算法和加权自适应中值滤波算法,MATLAB实验证实两种方法均能更好地保存原始图像的细节和边缘。比较两种新方法得出以下结论：加权改进中值滤波算法对低密度的脉冲噪声去噪效果明显,对于高密度脉冲噪声去噪效果不理想,但能大大提高中值滤波的运行速度,对数字图像实时处理意义很大;加权自适应中值滤波算法能够有效地消除被污染图像中的高密度脉冲噪声,较标准中值滤波具有更优良的滤波性能,较加权快速中值滤波算法在去噪方面有更好的鲁棒性。     

基于干扰协方差矩阵重构的恒定束宽鲁棒自适应波束形成

针对宽带波束形成中的恒定束宽波束响应优化设计问题与鲁棒性问题展开研究。首先,提出一种基于相位补偿的恒定束宽全局优化设计方法,通过对阵列流形向量进行相位补偿来设计恒定束宽波束,与现有的一些方法相比,该方法不仅能获得全局最优解,而且物理实现简单。同时,还提出一种基于协方差矩阵重构的鲁棒自适应宽带波束形成算法。该算法采用Capon估计器估计样本数据的空间一频率谱密度函数,然后对期望信号波达方向之外的角度区间进行积分来重构干扰加噪声协方差矩阵,最后利用重构的协方差矩阵设计自适应波束形成器权系数。该波束形成器设计问题被表述成凸优化问题求解。仿真结果表明,在整个输入信噪比范围内,该算法几乎都能获得接近理想值的输出信干噪比。      

一种基于虚拟传感的无需误差传声器的自适应有源降噪方法*

该文基于虚拟传感技术引入了一种用于耳机的无需误差传声器的自适应有源降噪方法。该算法仅使用一个参考传声器实现了一种前馈和反馈自适应算法结合的有源降噪算法,提高了有源降噪稳定性,简化了耳机硬件结构。利用DSP平台实现了该文提出的方案,并通过实验验证了其良好的降噪性能和实用价值。     

基于干扰协方差矩阵重构的恒定束宽鲁棒自适应波束形成

针对宽带波束形成中的恒定束宽波束响应优化设计问题与鲁棒性问题展开研究。首先,提出一种基于相位补偿的恒定束宽全局优化设计方法,通过对阵列流形向量进行相位补偿来设计恒定束宽波束,与现有的一些方法相比,该方法不仅能获得全局最优解,而且物理实现简单。同时,还提出一种基于协方差矩阵重构的鲁棒自适应宽带波束形成算法。该算法采用Capon估计器估计样本数据的空间一频率谱密度函数,然后对期望信号波达方向之外的角度区间进行积分来重构干扰加噪声协方差矩阵,最后利用重构的协方差矩阵设计自适应波束形成器权系数。该波束形成器设计问题被表述成凸优化问题求解。仿真结果表明,在整个输入信噪比范围内,该算法几乎都能获得接近理想值的输出信干噪比。     

虚拟传声器在有源抗噪声护听器的应用

考察了虚拟传声器应用于有源抗噪声护听器的稳定性和降噪性能。理论上分析了虚拟传声器算法的稳定性,并通过引入反馈控制器和设计次级通道模型使得算法在不同护听器佩戴方式下都保持稳定,获得高噪声衰减和高稳定性。实验结果证实了虚拟传声器的应用可以在耳道口获得更高的窄带噪声衰减,而且所采取的措施可以保证护听器在不同佩戴状态下都能稳定。      

基于自适应SRUKF的无人机位姿预测方法

针对无人机自主导航的实时性差、精度低且对时变噪声的鲁棒性弱的问题，建立了机器视觉和惯性导航相融合的组合导航系统，并提出了一种自适应平方根无迹卡尔曼滤波(adaptive square-root unscented kalman filter, ASRUKF)算法。该算法通过观测值与估计值残差的Mahalanobis距离时刻修正系统噪声协方差，再与采用最小偏度采样的SRUKF算法相融合，从而达到时变噪声自适应抑制，滤波快速且对噪声鲁棒性高的效果。仿真结果表明，相比标准SRUKF，ASRUKF计算耗时减少约38.8%，位移、速度和姿态角预测精度分别提高超过4倍和6倍，且对于时变噪声鲁棒性更强。