Page 72 - 《应用声学》2022年第6期

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4.3 真实噪声环境下降噪性能对比 最终降噪效果如图 10 所示。可见，本文的算法在处
本节使用实验室测得的管道中声音传播路径 理真实脉冲噪声时同样具有更小的稳态误差，算法
和录制的冲压机噪声进行算法降噪效果对比验 展示出了更好的降噪性能。此外，在ANC的实际实
证。初级路径 P(z) 和次级路径 S(z) 的单位脉冲响 现过程中，声音的传播路径和噪声的特性可能随时
应如图 8 所示。控制滤波器使用 256 抽头的 FIR 滤 发生变化，FxMCC算法和FxMMCC算法需要十分
波器进行建模。FxMCC 算法和 FxMCC-MK 算法 合适的参数设置才能取得较好的降噪效果，而提出
的核宽 σ 设置为 0.1，FxMMCC 算法核宽设置为 的算法则对参数不那么敏感，在实际降噪中可能差
σ 1 = 0.15、σ 2 = 0.05，其余参数被设置在表3中。 距会更明显。

0 ANC off FxMCC-MK
P↼z↽ 5
S↼z↽
ࣨϙ/dB -100
-50

٪ܦࣨϙ 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
ॆʷӑᮠဋ/(Tp rad/sample)
(a) ࣨᮠ־ऄ
0 P↼z↽
ᄱͯ/(10 4 deg) -2 S↼z↽ -5 0 2 4 6 8 10

-4 ٪ܦ᧔ನ/10 4
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
图 10 FxMCC-MK 算法对噪声有源控制结果
ॆʷӑᮠဋ/(Tp rad/sample)
(b) ᄱᮠ־ऄ Fig. 10 Result of FxMCC-MK algorithm for ANC

图 8 P(z) 和 S(z) 幅频响应和相频响应 5 结论
Fig. 8 The frequency response of P(z) and S(z)
本文针对脉冲噪声的主动控制问题，采用异构
图 9 为冲压机噪声环境下各算法的 ANC 性能
混合相关熵作为代价函数，推导了 FxMCC-MK 算
曲线。从图9 可以看出，4 种算法以相近的收敛速度
法；并给出了算法的稳定收敛条件和计算复杂度；本
趋向收敛，随着脉冲噪声的出现，ANR 曲线均出现
文通过理论分析和仿真验证都表明了所提算法具
较大波动。其中FxLMS算法表现最差，最终平均噪
有更好的降噪性能。
4
声衰减量为−14 dB。本文算法在3 × 10 次迭代后，
本文提出的异构混合核FxMCC-MK算法改进
算法趋向收敛，最终平均噪声衰减为 −29 dB，相比
了已有高斯核算法的不足，通过混合参数的自动调
于 FxMCC 算法的 −24 dB 降低了约 5 dB，相比于
节，使算法同时具有高斯核和拉普拉斯核的优势，降
FxMCC算法的−26 dB降低了约3 dB，本文算法的
低了算法对核参数的依赖性，使算法在复杂声环境
0
FxMCC FxLMS 下具有更好的适应性；同时增强了算法在强脉冲环
FxMMCC FxMCC-MK 境下的鲁棒性。仿真结果表明，在 SαS 脉冲噪声环
-10
境和真实噪声录声仿真中，提出的算法都具有更好
ANR/dB -20 的降噪性能。

-30
参 考 文 献
-40
0 2 4 6 8 10 [1] Chang C Y, Chuang C T, Kuo S M, et al. Multi-functional
ᤖ̽൓஝/10 4 active noise control system on headrest of airplane seat[J].
Mechanical Systems and Signal Processing, 2022, 167:
图 9 冲压机噪声环境下各算法平均噪声衰减曲线
108552.
Fig. 9 Average noise reduction curves of each al- [2] 韩荣, 吴鸣, 王晓琳, 等. 鲁棒性有源头枕系统的设计方法 [J].
gorithm under punch press noise 应用声学, 2018, 37(5): 664–670.