Page 81 - 《应用声学》2022年第6期

第 41 卷 第 6 期 冯雨薇等： 次级声源优化布放的局部空间有源降噪 927

3.2.4 实际降噪均匀度比较 能量更小。其中，基于CVXL1方法的控制系统的降
在 200∼1900 Hz，CVXL1 方法、CMP 算法和 噪效果更佳。
LS-Uni 算法 18 个频点的降噪均匀度的箱线图如
表 1 各个方法的平均降噪效果
图 8 所示。每个方法的箱线图中，上下黑色实线分
Table 1 Average control performance for
别表示均匀度的最大值和最小值，上下蓝色实线分
each method
别表示均匀度的上四分位数和下四分位数，红色实
线表示均匀度的中位数。可以看出，CVXL1 方法、 方法
CMP 算法的降噪均匀度整体 (最大值、最小值、上 CMP CVXL1 LS-Uni
下四分位数、中位数) 都比 LS-Uni 算法的降噪均匀 平均降噪量/dB 22.8 23.0 18.2
(200∼1000 Hz)
度小，说明运用次级声源优化布放算法的控制系统
平均降噪量/dB
的降噪量在误差区域分布得更加均匀。 (1100∼1900 Hz) 13.1 14.8 1.9
平均降噪均匀度/dB
4.6 4.0 5.7
12 (200∼1900 Hz)
平均次级声源能量/dB
10 −34.4 −35.8 −30.7
(200∼1900 Hz)
ᬌ٪کӉए/dB 8 6 中，使用 l 1 范数约束的 CVXL1 方法的降噪效果更
值得说明的是，在本次全消声室的实验场景

4 好，在其他应用场景中，可以按照本文提出的实验
测试步骤，分别用 CMP 方法和 CVXL1 方法选取次
2
级声源并计算理论降噪量，选取理论降噪量更多的
LS-Uniவข CVXL1வข CMPவข
次级声源组合。不同的应用场景中，每种次级声源
图 8 各个方法的降噪均匀度比较 优化布放方法的降噪效果表现不同。值得注意的
Fig. 8 Comparison of the uniformity of noise re- 是，本文中的 CMP 方法和 CVXL1方法是基于单频
duction for each method
声场的次级声源优化布放方法，当面对宽带声场的
3.2.5 平均降噪效果比较 次级声源优化布放问题，可以分析其频率成分，根据
其频域能量分布来选取合适的次级声源组合。
各个方法在在不同频率范围的平均降噪量、平
均降噪均匀度和平均次级声源能量如表 1 所示。在
4 结论
200∼1000 Hz，两种次级声源优化布放算法的平
均降噪量约为 23 dB，比 LS-Uni 算法多 5 dB；在 实际应用中，ANC系统的次级声源数目和系统
1100∼1900 Hz，两种次级声源优化布放算法的平 能量是有限的。为实现更优的降噪效果，根据实际
均降噪量比 LS-Uni 算法多 11∼13 dB 左右，使用 次级通路传递函数，本文提出了一种次级声源优化
布放的局部空间有源控制系统并详细比较了两种
l 1 范数约束的 CVXL1 方法的平均降噪量比使用 l 2
范数约束的 CMP 算法的平均降噪量多 1.7 dB。两 范数约束的次级声源优化方法与次级声源均匀布
种次级声源优化布放算法的平均降噪均匀度比 放的实际降噪效果。应用的第一种次级声源优化算
LS-Uni 算法的平均降噪均匀度小 1∼2 dB 左右，其 法是采用 l 2 范数约束的 CMP 算法，第二种次级声
中，CVXL1方法的降噪量分布更加均匀。两种次级 源优化算法是采用 l 1 范数约束的 CVXL1 方法。在
声源优化布放算法的平均次级声源能量比 LS-Uni 全消声室中利用扬声器线阵进行多通道有源降噪
算法的平均次级声源能量少 3∼5 dB 左右；运用 实验研究，实验结果表明，次级声源优化布放的控
CVXL1 方法的控制系统的次级声源能量更小，为 制系统比次级声源均匀布放的控制系统有更多的
−35.8 dB。综合来看，次级声源优化布放的控制系 降噪量，降噪量在误差区域分布更均匀且次级声源
统比次级声源均匀布放的控制系统有更多的降噪 输出能量更小。在 200∼1000 Hz，次级声源优化布
量，降噪量在误差区域分布更均匀且次级声源输出 放的控制系统的平均降噪量比次级声源均匀布放