توصيفگر ها :
كنترل فعال نويز , كنترل پيشخوردي , شبكههاي عصبي عميق , سيستم كنترل فعال نويز چندكاناله , پردزاش سيگنال ديجيتال
چكيده فارسي :
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
چكيده انگليسي :
One of the important topics in engineering that has always been under study and continuous improvement is the elimination of unwanted noise that can disrupt human comfort. With the rapid advancement of technology and the increasing presence of both small and large industrial devices, the need for effective noise control has become more significant. Active Noise Control (ANC) is a method that generates an anti-noise signal with the same amplitude but opposite phase to the primary noise, thereby reducing the noise level based on the principle of superposition. This approach is particularly effective for low-frequency noise and finds applications in noise-canceling headphones, aircraft and automobile cabins, as well as noisy industrial environments. Classical algorithms in this field often suffer from slow convergence and high computational complexity, especially in multichannel systems. On the other hand, methods relying solely on deep learning are computationally heavy and impractical for real-time implementations. This thesis addresses these challenges by developing a hybrid intelligent approach for ANC systems, with the main innovation being the extension and evaluation of this model in a multichannel framework to create broader quiet zones. In the proposed model, a convolutional neural network analyzes the instantaneous noise and selects an optimal set of filters from a predefined database. These filters are then injected as an intelligent initial estimate into a multichannel FxNLMS adaptive algorithm, significantly accelerating the optimization process. To evaluate the performance of the proposed model in realistic scenarios, a three-dimensional acoustic environment with various microphone and loudspeaker arrangements was simulated using the image method. The results demonstrate that the hybrid approach in multichannel operation considerably outperforms classical algorithms, enhancing both convergence speed and noise reduction. Moreover, it maintains high stability and adaptability in response to sudden noise changes. The virtual microphone technique was also employed to assess noise reduction across a spatial region in the multichannel setup. Overall, this study shows that extending the hybrid model to multichannel configurations offers an efficient and practical solution for implementing ANC systems in complex spaces, such as vehicle or aircraft cabins, achieving a successful balance between performance, speed, and computational complexity.