Adaptive Filtered-x Algorithms for Room Equalization Based on Block-Based Combination Schemes

(c) 2016 IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other users, including reprinting/ republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted components of this work in other works.[EN] Room equalization has become essential for sound reproduction systems to provide the listener with the desired acoustical sensation. Recently, adaptive filters have been proposed as an effective tool in the core of these systems. In this context, this paper introduces different novel schemes based on the combination of adaptive filters idea: a versatile and flexible approach that permits obtaining adaptive schemes combining the capabilities of several independent adaptive filters. In this way, we have investigated the advantages of a scheme called combination of block-based adaptive filters which allows a blockwise combination splitting the adaptive filters into nonoverlapping blocks. This idea was previously applied to the plant identification problem, but has to be properly modified to obtain a suitable behavior in the equalization application. Moreover, we propose a scheme with the aim of further improving the equalization performance using the a priori knowledge of the energy distribution of the optimal inverse filter, where the block filters are chosen to fit with the coefficients energy distribution. Furthermore, the biased block-based filter is also introduced as a particular case of the combination scheme, especially suited for low signal-to-noise ratios (SNRs) or sparse scenarios. Although the combined schemes can be employed with any kind of adaptive filter, we employ the filtered-x improved proportionate normalized least mean square algorithm as basis of the proposed algorithms, allowing to introduce a novel combination scheme based on partitioned block schemes where different blocks of the adaptive filter use different parameter settings. Several experiments are included to evaluate the proposed algorithms in terms of convergence speed and steady-state behavior for different degrees of sparseness and SNRs.The work of L. A. Azpicueta-Ruiz was supported in part by the Comtmidad de Madrid through CASI-CAM-CM under Grant S2013/ICE-2845, in part by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness through DAMA under Grant TIN2015-70308-REDT, and Grant TEC2014-52289-R, and in part by the European Union. The work of L. Fuster, M. Ferrer, and M. de Diego was supported in part by EU together with the Spanish Government under Grant TEC2015-67387-C4-1-R (MINECO/FEDER), and in part by the Cieneralitat Valenciana under Grant PROMETEOII/2014/003. The associate editor coordinating the review of this manuscript and approving it for publication was Prof. Simon Dodo.Fuster Criado, L.; Diego Antón, MD.; Azpicueta-Ruiz, LA.; Ferrer Contreras, M. (2016). Adaptive Filtered-x Algorithms for Room Equalization Based on Block-Based Combination Schemes. IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech and Language Processing. 24(10):1732-1745. https://doi.org/10.1109/TASLP.2016.2583065S17321745241

Sensores virtuales en control activo de ruido

En este trabajo se presenta todo el proceso para el diseño y simulación del algoritmo de sensores virtuales Técnica de micrófono virtual adaptativo LMS . También se presenta el diseño de los algoritmos LMS y FxLMS aplicados al control activo de ruido, mostrando resultados en la implementación del algoritmo FxLMS, en la tarjeta de procesamiento digital de señales C6713 DSK de texas instruments. Las señales usadas para probar el desempeño de los algoritmos de control y de estimación (control y sensor virtual), fueron algunas sinusoidales de varias frecuencias (tonos puros), y el ruido generado por un compresor de aire, la cual es una máquina bastante utilizada en aplicaciones industriales.In this work it is presented the process about the design and simulation of the virtual sensing algorithm called Adaptive LMS virtual microphone technique . Also it is presented, the design of the algorithms LMS and FxLMS for active noise control, showing some experimental results in the implementation of the FxLMS algorithm in the digital signal proccesing card C6713 DSK, from Texas Instruments. It was used several signals to test the behaviour, some of these were low frecuency tones, and the noise generated by an air compressor, which it is a machine widely used in industrial applications.Magíster en Ingeniería ElectrónicaMaestrí

Filtrado adaptativo multicanal para control local de campo sonoro basado en algoritmos de proyección afín

Esta Tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo e implementación de algoritmos eficientes multicanal, basados en el algoritmo de proyección afín, aplicados al control activo de ruido. Para abordar esta cuestión primeramente se han estudiado diferentes algoritmos eficientes de proyección afín que han sido analizados y validados mediante simulación, finalizando con la implementación, en un recinto, de un sistema real de control activo de ruido multicanal ejecutado en un DSP controlado por dichos algoritmos. En los últimos años, los algoritmos de proyección afín han sido propuestos como algoritmos de control en sistemas adaptativos, que pretenden mejorar la velocidad de convergencia de los algoritmos basados en el LMS, siendo una alternativa eficiente, robusta y estable frente a estos algoritmos, cuya limitación principal es, precisamente, la velocidad de convergencia. Los algoritmos de proyección afín pueden ser considerados como una extensión natural del algoritmo NLMS, ya que éste actualiza sus coeficientes basándose en un único vector de datos de la señal de entrada mientras que los algoritmos de proyección afín actualizan los coeficientes de los filtros adaptativos usando N vectores de datos de la señal de entrada (siendo N el orden de proyección). Se han dedicado muchos esfuerzos para tratar de optimizar la eficiencia computacional de estos algoritmos aplicados al problema de la cancelación de eco, surgiendo diferentes versiones eficientes del algoritmo de proyección afín. Sin embargo, al aplicarlo al control activo de ruido, es necesario reducir aún más la complejidad computacional, teniendo en cuenta que, por lo general, la eficiencia computacional se consigue a costa de la degradación de alguna otra característica del algoritmo (generalmente la velocidad de convergencia). En este trabajo se presentan algunas alternativas a versiones eficientes existentes, que no degradan significativamente las prestaciones de dicho algoritmo, y se analiza cómo reducir aúnFerrer Contreras, M. (2008). Filtrado adaptativo multicanal para control local de campo sonoro basado en algoritmos de proyección afín [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3796Palanci