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논문 상세정보

능동 소음 제어를 위한 새로운 가변 수렴 상수 Gradient Adaptive Lattice Algorithm

Novel Variable Step-Size Gradient Adaptive Lattice Algorithm for Active Noise Control

초록

본 논문은 능동 소음 제어 시스템에 적합한 새로운 가변 수렴 상수 filtered-x gradient adaptive lattice(NVSS-FxGAL) 알고리즘을 제안한다. Gradient adaptive lattice(GAL) 알고리즘은 협대역 특성을 가지는 소음을 효과적으로 제어할 수 있다. GAL 알고리즘의 수렴 성능을 개선하기 위한 가변 격자 필터의 각 단계에 동일하게 적용하면 입력 신호의 특성 변화에 강인하게 대처하지 못한다. 제안 알고리즘은 격자 필터의 각 단계에 적합한 로컬 가변 수렴상수를 이용하여 안정적이고 일관성 있는 수렴 성능을 보장한다. 실험을 통해 제안 알고리즘은 빠른 수렴 속도와 낮은 정상 상태를 보임을 확인하였다.

Abstract

In this paper, a novel variable step-size filtered-x gradient adaptive lattice (NVSS-FxGAL) algorithm for active noise control system is proposed. The gradient adaptive lattice (GAL) algorithm is capable of controlling the narrow band noise effectively. The GAL algorithm can achieve both fast convergence rate and low steady-state level using the variable step-size. However, it suffers from the convergence performance for varying signal characteristic since the global variable step-size is equally applied to all lattice stages. Therefore, the proposed algorithm guarantees the stable and consistency convergence performance by using the local variable step-size for the suitable each lattice stage. Simulation results confirm that the proposed algorithm can obtain the fast convergence rate and low steady-state level compared to the conventional algorithms.

질의응답 

키워드에 따른 질의응답 제공
핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
FxLMS
FxLMS 알고리즘에서 수렴 성능 저하의 요인이 되는 것은 무엇인가?
유색 잡음 특성을 갖는 신호의 입력

대표적으로 FxLMS(Filtered-x least Mean Square) 알고리즘은 비교적 간단한 구조로 안정적인 수렴 성능을 보장하기 때문에 널리 사용되고 있다.[3] 하지만, 유색 잡음 특성을 갖는 신호의 입력은 수렴 성능 저하의 요인이 된다.[4] 수렴 성능 향상을 위해 유색 입력 신호에도 빠른 수렴 속도를 갖는 FxAP(Filtered-x Affine Projection) 알고리즘이 제안되었다.

능동 소음 제어
능동 소음 제어는 어떠한 원리를 이용하는가?
같은 크기와 반대 위상을 갖는 2차적인 소음 즉 제어 신호를 생성하여 초기의 소음과 결합하여 소음들이 제거되는 중첩의 원리를 이용한다

능동 소음 제어(active noise control)는 같은 크기와 반대 위상을 갖는 2차적인 소음 즉 제어 신호를 생성하여 초기의 소음과 결합하여 소음들이 제거되는 중첩의 원리를 이용한다.[1] 능동 소음 제어를 위한 기존의 적응 알고리즘들은 시스템 지연 및 음향 경로를 포함한 2차 경로에 의한 시간 지연으로 인해 시스템의 불안정성을 야기 시킨다.

능동 소음 제어
능동 소음 제어를 위한 기존의 적응 알고리즘들에서 나타나는 문제는 무엇인가?
시스템 지연 및 음향 경로를 포함한 2차 경로에 의한 시간 지연으로 인해 시스템의 불안정성을 야기 시킨다

능동 소음 제어(active noise control)는 같은 크기와 반대 위상을 갖는 2차적인 소음 즉 제어 신호를 생성하여 초기의 소음과 결합하여 소음들이 제거되는 중첩의 원리를 이용한다.[1] 능동 소음 제어를 위한 기존의 적응 알고리즘들은 시스템 지연 및 음향 경로를 포함한 2차 경로에 의한 시간 지연으로 인해 시스템의 불안정성을 야기 시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해 2차 경로에 의한 시간 지연을 보상 하는 filtered-x 구조가 능동 소음 제어 시스템에 적합하다.

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참고문헌 (11)

  1. 1. S. J. Elliott and P. A. Nelson, "Active noise control," IEEE Signal Process. Mag. 10, 12-35 (1993). 
  2. 2. S. M. Kuo and D. R. Morgan, "Active noise control: a tutorial review," Proc. of the IEEE. 87, 943-973 (1999). 
  3. 3. P. A. Nelson and S. J. Elliott, Active Control of Sound (Academic Press, New York, 1992), pp. 195-203. 
  4. 4. S. Haykin, Adaptive Filter Theory, 4th ed. (Prentice-Hall, New Jersey, 1996), pp. 332-340. 
  5. 5. S. C. Douglas, "The fast affine projection algorithm for active noise control," in Proc. 29th Asilomar Conf. on Signals, Systems and Computers 2, 1245-1249 (1995). 
  6. 6. A. Carini and G. Sicuranza, "Transient and steady-state analysis of filtered-x affine projection algorithm," IEEE Trans. on Signal Process. 54, 665-678 (2006). 
  7. 7. L. J. Griffiths, "An adaptive lattice structure for noisecancelling applications," in Proc. IEEE Int. Conf. on ASSP. 3, 37-90 (1978). 
  8. 8. E. H. Satorius, J. D. Smith, and P. M. Reeves, "Adaptive noise cancelling of a sinusoidal interference using a lattice structure," in Proc. IEEE Int. Conf. on ICASSP.4, 929-932 (1979). 
  9. 9. R. C. North, J. R. Zeidler, T. R. Albert, and W. H. Ku, "Comparison of adaptive lattice filters to LMS transversal filters for sinusoidal cancellation," in Proc. IEEE Int. Conf. on ASSP. 4, 33-36 (1992). 
  10. 10. Y. C. Park and S. D. Sommerfeldt, "A fast adaptive noise control algorithm based on the lattice structure," Applied Acoust. 47, 1-25 (1996). 
  11. 11. S. W. Kim, Y. C. Park, andD. H. Youn, "A variable step-size filtered-x gradient adaptive lattice algorithm for active noise control," in Proc. IEEE Int. Conf. on ICASSP, 189-192 (2012). 

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