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专利号: 2017113300027
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 乐器;声学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于麦克风阵列广义旁瓣消除器的高效自适应算法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:将广义比例仿射投影(Generalized Proportionate Affine Projection Algorithm,GPAPA)算法计算权值比例因子的方法引入记忆比例仿射投影(Memory Proportionate Affine Projection Algorithm,MPAPA)算法,得到记忆广义比例仿射投影(Memory Generalized Proportionate Affine Projection Algorithm,MGPAPA)算法;

S2:将MGPAPA算法引入广义旁瓣消除器(Generalized Sidelobe Canceller,GSC)的自适应噪声相消器(AdaptiveNoise Canceller,ANC)模块。

2.根据权利要求1所述的一种用于麦克风阵列广义旁瓣消除器的高效自适应算法,其特征在于:所述步骤S1具体为:S101:MPAPA计算权值比例因子的方法源于比例归一化最小均方(Proportionate Normalized Least Mean Squares,PNLMS)算法,比例因子矩阵表示为G(k)=diag{g0(k),g1(k),...,gL-1(k)},其中L表示滤波器的阶数,gi(k)为权值系数对应的比例因子,其中i=0,

1,...,L-1;gi(k)的计算方法为:

其中, 表示第i个权值系数的估计值,ρ和γmin(k)防止某个 过小而不更新;

GPAPA算法引入1范数,通过调整参数来适应脉冲响应疏密程度的变化,gi(k)的计算方法更新为:其中η用来计算平滑权值系数 的遗忘因子,参数β(-1<β≤1)控制算法的比例程度;当脉冲响应非稀疏时,β取1,算法退化为归一化最小均方(Normalized Least Mean Squares,NLMS)算法,保证最基本的收敛速度;当脉冲响应稀疏时,β取值趋向-1,算法近似于比例仿射投影(Proportionate Affine ProjectionAlgorithm,PAPA)算法,此时收敛速度比NLMS快;脉冲响应的疏密程度通过计算权值矢量的方差判定;当方差小于某个门限ξ时,说明权值系数取值比较集中,脉冲响应判定为非稀疏,此时将β置为1;反之,当方差大于某个门限时,β取值趋向-1,保证算法的收敛速度,其中ξ通过多次试验获得经验值;

S102:MPAPA的权矢量更新公式为

其中求逆项 的矩阵维度由MPAPA的阶数确定,为2~3阶;最多只需要对3*3的矩阵求逆;而LMS/Newton的权矢量更新公式为其中求逆项 与滤波器的阶数L有关,L远大于3,矩阵求逆的运算量大大增加;MPAPA算法相比最小均方/牛顿(Least Mean Squares/Newton,LMS/Newton)算法节省大量运算量。

3.根据权利要求2所述的一种用于麦克风阵列广义旁瓣消除器的高效自适应算法,其特征在于:所述步骤MGPAPA算法具体为:S201:初始化:

MGPAPAorder=2

S202:自适应更新:

G(k-1)=diag[g0(k-1),g1(k-1),…,gL-1(k-1)],循环开始:i=1:L

循环结束:

计算权值向量方差

IF

β=1,

ELSE

β→-1

更新权矢量