恭喜福建信息职业技术学院林励获国家专利权
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龙图腾网恭喜福建信息职业技术学院申请的专利一种基于扬声器的主动降噪控制系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119314458B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411832078.X,技术领域涉及:G10K11/178;该发明授权一种基于扬声器的主动降噪控制系统及方法是由林励;上官诚江;郭勇;张洋;吴邦辉;王子玥设计研发完成,并于2024-12-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于扬声器的主动降噪控制系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于扬声器的主动降噪控制系统及方法,涉及扬声器降噪控制领域,其技术方案要点包括:使用数学模型构建用户的实时耳道模型;采集初始噪音数据,计算各个采样点上初始噪音数据对应的幅度值、原始相位和量化因子,获取压缩后的轻量噪音数据;设计混合降噪算法的截止频率和权重系数,使用改进的混合降噪算法对轻量噪音数据进行处理,获取输出的噪除数据集;使用滑动窗口对更新后的噪除数据集进行移动平均的滑动处理,获取最终输出的增益数据集;使用逆快速傅里叶变换和累加差分信号对增益数据集进行解压和恢复,并将解压和恢复后的信号数据应用到设备上进行降噪,实现扬声器的高效率、高质量主动降噪控制。
本发明授权一种基于扬声器的主动降噪控制系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于扬声器的主动降噪控制系统,其特征在于,所述基于扬声器的主动降噪控制系统包括:数据采样模块:用于采集初始噪音数据和构建用户的实时耳道模型,并对初始噪音数据进行轻量化压缩,获取轻量噪音数据;所述对初始噪音数据进行轻量化压缩的方法包括:在周期时间T内,以固定频率对初始噪音数据进行P次采样,进而获取初始噪音数据集合X=[x1,……,xP];计算相邻采样点之间的差值,得到差分信号dg=xg-xg-1,其中,设定初始阈值x0,收集所有的差分信号获取差分数据集D=[d1,……,dP],其中,dh表示第h个差分信号,xe表示第e次采样获取的初始噪音数据,且e=1,…,g-1,g,…,P,h=1,…,g,…,P;使用快速傅里叶变换处理差分数据集,得到频域信号其中,wk表示第g个差分信号对应的频域信号值,k是频域的索引,且j是虚数单位,j2=-1;对频域信号的幅度进行量化,其中,|wkg|表示频域信号wk量化后的幅度值,Q是量化因子,round表示四舍五入运算,|wk|表示频域信号wk的幅度;计算频域信号wk的原始相位θk=argwk,其中,argwk是频域信号wk的相位角;收集各个采样点上初始噪音数据对应的幅度值、原始相位和量化因子,获取压缩后的轻量噪音数据;降噪拟合模块:使用改进的混合降噪算法对轻量噪音数据进行处理,获取输出的噪除数据集,对噪除数据集进行平滑处理,获取最终输出的增益数据集;所述使用改进的混合降噪算法对轻量噪音数据进行处理的方法包括:对轻量噪音数据进行标准化、归一化,并通过傅里叶变换将轻量噪音数据中的信号转换表示为X_f=[x_f1,……,x_fP],x_fa表示轻量噪音数据中第a个采样数据对应的信号转换表示,且a=1,……,P;在信号转换表示X_f上应用滤波器H_f,则滤波后的信号Y_f=H_f·X_f,其中,滤波器H_f的频率响应设计为f1和f2是滤波器的截止频率,f表示实际频率,对滤波后的信号Y_f进行逆傅里叶变换得到信号Yf_1;对标准化和归一化后的轻量噪音数据进行小波变换,分解得到不同尺度的小波系数其中,φr,ot是小波基函数,Xb_r,o是尺度r和位置o处的小波系数,qlt表示轻量噪音数据中采样点t处的信号数据;对小波系数进行阈值处理获取处理后的系数对经过阈值处理的小波系数进行逆小波变换,得到信号Yf_2;将信号Yf_1和信号Yf_2进行结合,获取最终的输出信号Yfv=ρ1×Yf_1v+ρ2×Yf_2v,其中,ρ1和ρ2是权重系数,Yfv表示采样点v处输出的降噪信号,Yf_1v表示采样点v处的信号Yf_1,Yf_2v表示采样点v处的信号Yf_2;收集时间周期T内所有的降噪信号,获取噪除数据集;所述对噪除数据集进行平滑处理的方法包括:对于周期时间T内噪除数据集的第一个信号数据和最后一个信号数据进行复制,将复制后的信号数据作为新的临界值,并更新噪除数据集;使用滑动窗口对更新后的噪除数据集进行移动平均,设定窗口的步长为2L+1,其中,L是窗口的半步长,对于每一个信号数据,计算平滑值Phn表示采样点n处平滑后的信号数据,Yfn+b表示噪除数据集中滑动窗口内的信号数据,b表示常数;收集所有采样点上平滑后的信号数据,获取最终输出的增益数据集;输出调控模块:用于对增益数据集进行解压和恢复,并将解压和恢复后的信号数据应用到设备上进行降噪;各个模块之间通过有线和或无线的方式进行连接。
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