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《基于MATLAB的自适应噪声抵消器设计及应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、36第6期NO.6宜宾学院学报JournalofYibinUniversityJUN.2007基于MATLAB的自适应噪声抵消器设计及应用研究112肖尚辉,高曾辉,黄邦菊(1.宜宾学院物理与电子信息系,四川宜宾644000;2.中国民航飞行学院空中交通管理学院,四川广汉618307)摘要:自适应噪声抵消技术在信号处理中得到越来越广泛的应用。在讨论自适应噪声抵消器原理的基础上,进行了自适应噪声抵消器的设计并借以MATLAB予以实现。最后,以胎儿心电图信号检测为例,分析了自适应噪声抵消技术的应用,通过计算
2、机模拟仿真,给出了仿真结果,使待检测信号得到了较好的噪声去除。关键词:自适应;噪声抵消;MATLAB仿真;胎儿心电图中图分类号:PN9114文献标识码:A文章编号:1671-5365(2007)06-0036-030引言主输入通道接收从信号源发来的信号s(n),但是受到噪声源的干扰自1967年科学家们提出自适应滤波概念以来,因其计算量小、易于实现等优点,发展极为迅速。目前已广泛应用于通信、系统辨识、信号处收到噪声v0(n)。参考输入通道的参考信号v1(n)为一个与有用信号理和自适应控制等领域,其中自适应信号处理技术特别是自适应均衡、自s(n
3、)无关但与v0(n)相关的噪声信号。主输入中含有待抵消的加性噪适应回波抵消、自适应噪声抵消等在现代信号处理中便得到了快速发展。声,参考输入对准主输入中的噪声v0(n)。利用两输入噪声的相关性和信基于自适应噪声抵消技术(AdaptiveNoiseCanceller,ANC),作为在强背景号与噪声的独立性,使参考输入通过自适应滤波器与主输入中噪声分量噪声环境下通信的一种主要语音增强方法,长时间以来得到了相当的重逼近并相减,输出误差信号e(n),即e(n)=d(n)-y(n)。自适应滤波器视和大力的发展。早在1975年,美国斯坦福大学的Widrow等人就做了算法决定
4、滤波器对参考信号v(n)的处理,使得滤波器的输出尽可能地逼1〔1〕一个模拟机舱噪声问题的实验,证明了自适应噪声抵消技术在噪声背近主输入中的干扰成分。因此,在最佳准则意义下滤波器的输出y(n)逼景下提取语音信号的可行性。在实际工程应用中,经常会遇到强噪声背近v(n)等效于系统输出e(n)逼近s(n),从而在自适应噪声抵消器0景中微弱信号的检测问题。由于背景噪声往往是非平稳的和随时间变化(ANC)的输出端大大地提高了信噪比。根据自适应算法的优化准则不的,往往很难用传统的方法来解决噪声背景中的信号提取问题。在这种同,自适应滤波器算法大致可分为两类最基本的算法,即最小
5、均方(LMS)情况下,自适应噪声抵消技术是一种有效的降噪方法,当系统能提供良好〔2,3,4,5,6〕算法和递归最小二乘(RLS)算法。的参考信号时,可获得很好的提取效果。自适应噪声抵消器就是利用自自适应滤波器在时刻n的权系数矢量用W(n)=[w0(n),w1(n),,适应噪声抵消技术,从背景噪声中提取语音信号,以提高语音的清晰度。w(n)]T表示,参考输入信号矢量用X(n)=其目的就是要把信号中的噪声和语音信号进行有效地分离,降低或抑制N-1T[x(n),x(x-1),x(n-N+1)]表示,d(n)是主输入信号,y(n)是期望环境噪声的影响,这是电子技术
6、、声学技术和计算机技术三者的有效结输出值,e(n)是误差信号,也即是系统输出值,N是自适应滤波器长度。合。1自适应噪声抵消器(ANC)原理1.1LMS算法自适应噪声抵消器(ANC)的原理结构如图1所示,其核心部分是自(1)算法初始化,W(0)=0,或者根据对环境的先验知识确定初始权适应滤波器,它有两个信号输入通道,一个被称为主输入通道,另一个被值。称为参考输入通道。(2)对每一时刻n=0,1,2,计算T滤波:y(n)=W(n)X(n);误差估计:e(n)=d(n)-y(n);*权向量更新:W(n+1)=W(n)+2e(n)X(n),其中是用来控制稳定
7、性和收敛速率的步长参数。为确保自适应过程的稳定性,必须满足0<2<2/NPin,其中Pin=E[X(n)]为输入功率。1.2RLS算法-1(1)算法初始化,W(0)=0;P(0)=I,其中I为单位矩阵。图1自适应噪声抵消器的原理结构框图(2)对每一时刻n=0,1,2,,计算收稿日期:2007-03-07基金项目:宜宾学院教学教改专项课题(2006JG15)作者简介:肖尚辉(1973-),男,四川简阳人,硕士,副教授,主要从事信号与系统、现代通信原理研究。2007年6月肖尚辉,高曾辉,黄邦菊:基于MATLAB的自适应噪声抵消器
8、设计及应用研究37T更新增益矢量:g(
