(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111668214.2 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 声耕智能科技(西安)研究院有限公 司 地址 710075 陕西省西安市雁塔区丈 八街 办丈八四路20号神州 数码科技园5号 楼12层A区C区 (72)发明人 张萌飞　董雨晨　陈捷　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 代理人 姚咏华 (51)Int.Cl. G10L 21/0208(2013.01) G10L 21/0216(2013.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 119/10(2020.01) (54)发明名称 一种多通道主动噪声控制方法、 系统、 终端 及存储介质 (57)摘要 本发明提供了一种多通道主动噪声控制方 法、 系统、 终端及存储介质， 噪声控制方法包括以 下步骤： 建立分布式波域ANC网络模型； 将波域 ANC问题的全局代价函数拆分为局部代价函数和 的形式， 建立分布式优化问题； 利用扩散LMS算法 求解多通道分布式波域ANC问题， 得到扬声器权 重的估计； 产生次级声场与残 余噪声信号进行抵 消。 本发明还提供一种多通道主动噪声控制系 统、 终端以及计算机可读存储介质。 本发明利用 扩散策略得到了多通道分布式波域ANC算法， 使 得计算负担分散在节点之间， 相比于集中式方 案， 本发明使波域ANC系统的扩展 性更强， 鲁棒性 更高， 更适 合于大规模的应用场合。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 114333879 A 2022.04.12 CN 114333879 A 1.一种多通道主动噪声控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立多通道分布式波域ANC网络模型； 将多通道分布式波域ANC网络模型的全局代价函数拆分为局部代价函数和的形式， 建 立分布式优化模型； 利用扩散LMS算法求 解分布式优化模型， 得到扬声器权 重的估计； 将多通道分布式波域ANC网络模型产生的次级 声场与残余噪声信号进行抵消。 2.根据权利要求1所述的一种 多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 多通道分布式波 域ANC网络模型为 通过拓补连接的N节点分布式波域ANC的网络模型； 建立多通道分布式波域ANC网络模型的具体方法如下： 步骤1.1： 定义一个圆形控制区域来完成噪声消除任 务， 区域半径设为R1， 并且设定噪声 源在此区域之外； 步骤1.2： 布置有N个阵元的均匀圆形麦克风 阵列在控制区域的边界上， 并在此区域的 外侧半径为R2的圆环上均匀布置N个扬声器来产生次级 声场； 步骤1.3： 建立一个N节点的分布式网络， 每个节点k具有Lk个麦克风以及Qk个扬声器， 且 整个网络中共有L个麦克风和Q个扬声器， 每个节点都配备具有通信和计算能力的处理器， 所有节点共同组成拓扑。 3.根据权利要求1所述的一种 多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 将多通道分布式 波域ANC网络模型的全局代价函数拆分为局部代价函数和的形式， 建立分布式优化模型 的 具体方法如下： 步骤2.1： 多通道分布式波域ANC网络模型的优化目标为最小化控制区域内残余声场谐 波系数的平方和， 即J(d)＝αHα； 其中α ＝B‑1Eme为控制区域内残余声场的谐波系 数向量， 矩 阵B和Em用于将误差信号e转 化为波域系数α； 步骤2.2： 得到 误差信号 e与扬声器权重d的关系为 其中v是主噪声场， T是声场传递 函数， 扬声器权 重d为一个Q×1的待估计参数向量； 步骤2.3： 将波域ANC 问题的代价函数J(d)拆分成J 的形式， 得到节点k (k＝1，…， N)上的局部代价函数为 其中[Em](： ， l)是 Em的第l行， 由第l个麦克风测量的误差信号 4.根据权利要求1所述的一种多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 利用扩散LMS算 法求解分布式优化模型， 得到扬声器权 重的估计的具体方法如下： 步骤3.1： 在n时刻， 令节点k(k＝1， …， N)处的代价函数Jk(d)对扬声器权重d求导， 得到 梯度向量 步骤3.2： dk， n表示每个节点k在迭代n时刻估计的扬声器权重d的本地版本， 它包含了所 有Q个扬声器的权重， 即 对于k＝1， …， N， 由各节点l(l＝ 1，…， N)上的Ql个扬声器权重组成， 将dk， n划分为 组， 正值的组合权重分配给dk， n和与dl， n 估计相同扬声器权 重的组， 零 值的组合权 重分配给dk， n的其余组； 步骤3.3： 选 择合适的步长 μ0， 节点k(k＝1， …， N)利用所得的梯度向量， 将其对扬声器权 重的估计dk， n更新为中间值 ψk， n+1；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114333879 A 2步骤3.4： 选择合适的组合系数{alk}， 节点k(k＝1， …， N)通过组合其邻居节点的中间估 计来更新 其扬声器权 重的估计 5.根据权利要求4所述的一种多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 步骤3.1的具体 步骤如下： 对代价函数 求导， 得： 使第k个节点局部代价 函数的梯度向量仅与该节点处观测到的误差信号相关； 步骤3.2的具体步骤如下： dk， n表示每个节点k在迭代n时刻估计的扬声器权重d的本地版本， dk， n包含了所有Q个扬 声器的权重， 即 对于k＝1， …， N， 由各节点l(l＝1， …， N)上 的Ql个扬声器权重组成， 为了减少各节点上的局部估计dk， n中的冗余信息， 令 为索 引集合 的分组， 即 若m≠m′ 并且令 表示由 索引的dk， n的子向量， 为节点k与其邻居节点的集合， 为集合 中元素的个 数， 并将dk， n划分为 组， 将正值的组合权重分配 给dk， n和与dl， n估计 相同扬声器权 重的组， 零 值的组合权 重分配给dk， n的其余组； 步骤3.3的具体方法为： 节点k使用其采集到的误差信号对局部估计dk， n进行更新， 得到中间值 ψk， n+1： 6.根据权利要求4所述的一种多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 步骤3.4的具体 步骤如下： 选择的组合系数{alk， m}满足以下 条件： 若 或 扬声器估计的更新表达式为： 其中plk， m 表示元素 在向量 中的索引。 7.根据权利要求1所述的一种 多通道主动噪声控制方法， 其特征在于， 将多通道分布式 波域ANC网络模型产生的次级 声场与残余噪声信号进行抵消的具体方法如下： 节点k(k＝1， …， N)将估计 中对各节点l处扬声器权重的估计 发送给 对应的扬声器产生驱动信号； 扬声器根据所 得的驱动信号， 产生次级 声场与残余噪声信号进行抵消。 8.一种多通道主动噪声控制系统， 其特 征在于， 包括： 网络模型建立模块， 用于建立多通道分布式波域ANC网络模型； 代价函数拆分模块， 将多通道分布式波域ANC网络模型的全局代价函数拆分为局部代 价函数和的形式， 建立分布式优化模型；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114333879 A 3