自适应噪声抵消器的matlab设计与实现,基于MATLAB的自适应噪声抵消器设计及应用研究...

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。 基于 MATLAB的自适应噪声抵消器设计及应用研究肖尚辉1 ,高曾辉1 ,黄邦菊2 (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 : PN91114　　文献标识码: A　　文章编号: 1671 - 5365 (2007) 06 - 0036 - 03　　 0　引言 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。基于自适应噪声抵消技术 (Adaptive Noise Canceller,ANC) ,作为在强背景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视和大力的发展。早在 1975年 ,美国斯坦福大学的 W idrow等人就做了 一个模拟机舱噪声问题的实验〔 1〕 ,证明了自适应噪声抵消技术在噪声背 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。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 ,降低或抑制环境噪声的影响 ,这是电子技术、声学技术和计算机技术三者的有效结合。 1　自适应噪声抵消器 (ANC)原理 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 ,另一个被称为参考输入通道。 图 1　自适应噪声抵消器的原理结构框图 　　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s(n)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)。自适应滤波器算法决定滤波器对参考信号 v1 (n)的处理,使得滤波器的输出尽可能地逼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)逼近 v0 ( 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(ANC)的输出端大大地

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