一、团队介绍

      大家好，我们是做大做强队，报名编号是CICC1025。本次我们分享音频信号处理系统的ANC算法简介。水平有限，如有错误，希望大家批评指正。

二、ANC算法介绍

        主动降噪系统在移动终端中应用最广，例如摩托的丽音、三星Diamond Voice、苹果的Micphone Array等。最早提出使用声波干涉原理进行噪声消除概念的是Rayleigh。20世纪30年代，德国波恩大学L. Paul首次提出了主动噪声控制的概念。20世纪80年代初期，J. C. Morgan和D. R. Burgress时提出经典滤波-x最小均方(Filtered-x Least Mean Square, FxLMS)算法，首次将该算法用于主动噪声控制实验中，并且针对管道有源噪声进行仿真研究。

ANC属于一种主动消除噪声的方法。不同于传统的声源处降噪、传播过程中降噪、人耳处降噪等被动降噪方法。主动降噪利用有源消声的技术，其原理是根据声波的相消干涉。即根据想要消除的噪声，找到一个频谱相同的噪声，但是相位相反，就可以将噪声进行完全的抵消。

图1基于FxLMS算法的宽带前馈型主动噪声控制系统框图 

其中控制器部分，即是我们算法的核心运算部分，即LMS算法。通过该算法对初级声源的处理之后，能够有较好的噪声消除效果，得到消除噪声之后的次级声源。

基于这个模型分析我们可以知道，LMS算法中运用了大量的乘积累加模块，即w=w+a*b的形式。并且其模型上方是一个典型的FIR滤波器电路，我们可以将滤波器电路看成是两个向量的卷积运算。

因此我们想到用RISC-V的一个自定义指令集的方式进行指令拓展，从而实现乘积累加功能运算电路，和向量的卷积运算电路。通过自定义指令集的方式，设计出针对特定电路进行加速的协处理器，将大大提升特定运算功能的加速。

                                                                                                    图2 噪声信号与抗噪声信号

                                                                                                             图3误差信号