كنترل فعال نويز چندكاناله با انتخاب فيلتر مبتني بر يادگيري عميق

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

يكي از موضوعات مهم در حوزه مهندسي كه هميشه در حال بررسي و بهبود بوده، حذف نويزهاي مزاحمي است كه مي‌تواند آسايش انسان را برهم بزند. امروزه با پيشرفت تكنولوژي و افزايش روزبه‌روز دستگاه‌هاي كوچك و بزرگ صنعتي، اين نياز بيش از پيش احساس مي‌شود. كنترل فعال نويز روشي است كه با توليد سيگنال ضدنويز با دامنه يكسان و فاز مخالف نسبت به نويز اصلي، بنابر اصل برهم‌نهي باعث كاهش سطح نويز مي‌شود. اين روش در مورد نويزهاي با فركانس پايين به خوبي مؤثر است. سيستم كنترل فعال نويز در كاربردهايي چون هدفون‌هاي حذف نويز، كابين هواپيما و خودرو و همچنين محيط‌هاي صنعتي پرصدا مورد استفاده قرار مي‌گيرد. الگوريتم‌هاي كلاسيك اين حوزه از سرعت همگرايي پايين و پيچيدگي محاسباتي بالا در سيستم‌هاي چندكاناله رنج مي‌برند. از سوي ديگر، روش‌هاي نوين كه صرفاً بر يادگيري عميق تكيه دارند، براي پياده‌سازي‌هاي بي‌درنگ سنگين هستند. اين پايان‌نامه با هدف برطرف كردن اين مشكل، يك رويكرد تركيبي هوشمند را براي سيستم‌هاي كنترل فعال نويز توسعه داده و نوآوري اصلي آن، تعميم و ارزيابي اين مدل در يك ساختار چندكاناله به منظور ايجاد مناطق آرام گسترده است. در مدل پيشنهادي، يك شبكه عصبي كانولوشني با تحليل آني نويز، يك مجموعه فيلتر بهينه را از يك پايگاه داده انتخاب مي‌كند. اين فيلترها به عنوان نقطه شروعي هوشمندانه به الگوريتم وفقي FxNLMS چندكاناله تزريق مي‌شوند تا فرآيند بهينه‌سازي را به شدت تسريع بخشند. براي ارزيابي عملكرد مدل پيشنهادي در كاربردهاي واقعي، يك محيط آكوستيكي سه‌بعدي با چيدمان‌هاي مختلف ميكروفون و بلندگو با استفاده از روش تصوير شبيه‌سازي گرديد. نتايج به دست آمده در حالت چندكاناله، برتري قابل‌توجه رويكرد تركيبي را اثبات مي‌كند. اين مدل نه تنها سرعت همگرايي و ميزان كاهش نويز را در مقايسه با الگوريتم‌هاي كلاسيك به طور قابل توجهي بهبود مي‌بخشد، بلكه در مواجهه با تغييرات ناگهاني نويز نيز پايداري و سرعت تطبيق‌پذيري بالايي از خود نشان مي‌دهد. همچنين براي بررسي كاهش نويز در يك محدوده در حالت چندكاناله، از روش ميكروفون مجازي استفاده شد. اين تحقيق در نهايت نشان مي‌دهد كه تعميم مدل تركيبي به ساختارهاي چندكاناله، راهكاري كارآمد و عملي براي پياده‌سازي سيستم‌هاي كنترل فعال نويز در فضاهاي پيچيده مانند كابين خودرو يا هواپيما است كه تعادل موفقي ميان عملكرد، سرعت و پيچيدگي محاسباتي برقرار مي‌سازد

236021

مخابرات سيستم

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان