1.本发明属于编程算法技术领域，更具体地说，尤其涉及一种基于基因表达式编程的主动降噪方法。
背景技术：2.随着现代社会建设水平的飞速提高，工作生活环境中也增加了各种噪声，人们长时间处在一些恶劣的噪声环境中将会带来严重的身心危害。普通的耳机通过物理降噪和提升音量的的方式来达到降噪的效果，但是会有降噪效果很差和声音过大损害听力的问题，所以主动降噪耳机显得尤为重要。
3.主动降噪耳机是通过耳机内部的iir数字滤波器根据外界传进来的噪声控制内部麦克风发出一个幅值相同相位相反的声音达到降噪的效果。但是在耳机生产和产线调试的过程中，同款耳机的iir数字滤波器一般会被烧录成一样的值，导致不能达到预期的降噪效果。所以迫切需要一种主动降噪算法来针对每部耳机计算生成适当的iir数字滤波器，提高产线的通过率。
技术实现要素：4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提出一种基于生物基因结构和功能的新型自适应演化算法去计算主动降噪iir数字滤波器的参数，从而达到主动降噪的目的。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括如下步骤：
6.s1.由公式推导和录制不同音频a、b得到的数据来计算得到主动降噪iir滤波器参数的目标函数，将其作为基因表达式编程算法的适应度函数，函数的变量分区域设计成染色体，对种群初始化；
7.s2.计算种群个体的适应度值，判断是否满足设定的终止条件，如果满足，输出最终结果，否则进行下一步操作；
8.s3.利用带精英保留的锦标赛算法进行选择操作，通过对比选择优秀的个体进行保存，并淘汰较差的个体，首先精英个体保留，其次根据锦标赛依次选择其他个体；
9.s4.对于选择的部分个体进行按照突变换的变化概率进行遗传操作，同时，按照设定的变异概率对其余个体进行随机突变、外部交换、内部交换、倒串、is插串等变异；
10.s5.判断种群当前最优解未改进的迭代次数是否达到预先设定值，若是，随机生成部分个体对当前种群最差的部分个体进行替换，若否，则进行下一步骤；
11.s6.对经过一系列遗传操作形成的新种群进行评价，计算每个个体的适应度值；
12.s7.重复s2到s6直到满足终止条件；
13.s8.将由以上步骤得到的滤波器参数烧录到耳机中。
14.优选的，根据iir滤波器的传函可以得到若干个变量，可以将这些变量划分为若干个区域进行设计出染色体的结构，一条染色体由与区域数量个数相等的若干个基因组成，
基因由变量组成，进化操作包括突变换、随机突变、外部交换、内部交换、倒串和is插串。
15.优选的，所述突变换流程为：(1)生成一个随机数当时，对染色体中同区域的两个数值如i，j，进行替换其中一个数值，当或时，由i，j的数值得到一条直线，与凸空间产生两个交点，比较两个点的大小，选取较小的交点，选取较大的交点并替换掉其中一个值。
16.优选的，所述随机突变为随机选取染色体中的一个数值，重新生成约束范围内的一个值代替。
17.优选的，所述外部交换为任意选择两条染色体，任意选择相同长度的片段交换，超出界限的部分不交换。
18.优选的，所述内部交换为选择同一染色体中两块相同长度的片段进行交换。
19.优选的，所述倒串为选择染色体随机长度的片段，沿中轴线交换位置。
20.优选的，所述is插串为随机选择两条染色体，其中一条染色体中选择一个片段插入到另一条染色体中，将被插入的那条染色体中被插入的初始位置后，包括被插入的位置的数据顺移到截取片段后面，超出部分舍去。
21.本发明的技术效果和优点：
22.本发明提出一种基于生物基因结构和功能的新型自适应演化算法去计算主动降噪iir数字滤波器的参数，从而达到主动降噪的目的，本发明针对不同的耳机进行相应的计算使该耳机的iir数字滤波器参数达到一个最优的值，在耳机生产和产线调试耳机时，最大程度适配每部耳机，从而让该耳机的主动降噪效果达到预期的效果，以提高降噪耳机生产线的测试通过率。
附图说明
23.图1为本发明的基因表达式编程算法流程图；
24.图2为本发明的目标函数流程图；
25.图3为本发明的突变换流程图；
26.图4为本发明的随机突变流程图；
27.图5为本发明的外部交换流程图；
28.图6为本发明的内部交换流程图；
29.图7为本发明的倒串流程图；
30.图8为本发明的is插串流程图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1-8，本发明提供了一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，包括如下步骤：
33.s1.由公式推导和录制不同音频a、b得到的数据来计算得到主动降噪iir滤波器参数的目标函数，将其作为基因表达式编程算法的适应度函数，函数的变量分区域设计成染色体，对种群初始化，根据iir滤波器的传函可以得到若干个变量，可以将这些变量划分为若干个区域进行设计出染色体的结构，一条染色体由与区域数量个数相等的若干个基因组成，基因由变量组成，进化操作包括突变换、随机突变、外部交换、内部交换、倒串和is插串；
34.s2.计算种群个体的适应度值，判断是否满足设定的终止条件，如果满足，输出最终结果，否则进行下一步操作；
35.s3.利用带精英保留的锦标赛算法进行选择操作，通过对比选择优秀的个体进行保存，并淘汰较差的个体，首先精英个体保留，其次根据锦标赛依次选择其他个体；
36.s4.对于选择的部分个体进行按照突变换的变化概率进行遗传操作，同时，按照设定的变异概率对其余个体进行随机突变、外部交换、内部交换、倒串、is插串等变异，其中突变换流程为：(1)生成一个随机数当时，对染色体中同区域的两个数值如i，j，进行替换其中一个数值，当或时，由i，j的数值得到一条直线，与凸空间产生两个交点，比较两个点的大小，选取较小的交点，选取较大的交点并替换掉其中一个值，随机突变为随机选取染色体中的一个数值，重新生成约束范围内的一个值代替，外部交换为任意选择两条染色体，任意选择相同长度的片段交换，超出界限的部分不交换，内部交换为选择同一染色体中两块相同长度的片段进行交换，倒串为选择染色体随机长度的片段，沿中轴线交换位置，is插串为随机选择两条染色体，其中一条染色体中选择一个片段插入到另一条染色体中，将被插入的那条染色体中被插入的初始位置后，包括被插入的位置的数据顺移到截取片段后面，超出部分舍去；
37.s5.判断种群当前最优解未改进的迭代次数是否达到预先设定值，若是，随机生成部分个体对当前种群最差的部分个体进行替换，若否，则进行下一步骤；
38.s6.对经过一系列遗传操作形成的新种群进行评价，计算每个个体的适应度值；
39.s7.重复s2到s6直到满足终止条件；
40.s8.将由以上步骤得到的滤波器参数烧录到耳机中。
41.最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：包括如下步骤：s1.由公式推导和录制不同音频a、b得到的数据来计算得到主动降噪iir滤波器参数的目标函数，将其作为基因表达式编程算法的适应度函数，函数的变量分区域设计成染色体，对种群初始化；s2.计算种群个体的适应度值，判断是否满足设定的终止条件，如果满足，输出最终结果，否则进行下一步操作；s3.利用带精英保留的锦标赛算法进行选择操作，通过对比选择优秀的个体进行保存，并淘汰较差的个体，首先精英个体保留，其次根据锦标赛依次选择其他个体；s4.对于选择的部分个体进行按照突变换的变化概率进行遗传操作，同时，按照设定的变异概率对其余个体进行随机突变、外部交换、内部交换、倒串、is插串等变异；s5.判断种群当前最优解未改进的迭代次数是否达到预先设定值，若是，随机生成部分个体对当前种群最差的部分个体进行替换，若否，则进行下一步骤；s6.对经过一系列遗传操作形成的新种群进行评价，计算每个个体的适应度值；s7.重复s2到s6直到满足终止条件；s8.将由以上步骤得到的滤波器参数烧录到耳机中。2.根据权利要求1所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：根据iir滤波器的传函可以得到若干个变量，可以将这些变量划分为若干个区域进行设计出染色体的结构，一条染色体由与区域数量个数相等的若干个基因组成，基因由变量组成，进化操作包括突变换、随机突变、外部交换、内部交换、倒串和is插串。3.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述突变换流程为：(1)生成一个随机数当时，对染色体中同区域的两个数值如i，j，进行替换其中一个数值，当或时，由i，j的数值得到一条直线，与凸空间产生两个交点，比较两个点的大小，选取较小的交点，选取较大的交点并替换掉其中一个值。4.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述随机突变为随机选取染色体中的一个数值，重新生成约束范围内的一个值代替。5.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述外部交换为任意选择两条染色体，任意选择相同长度的片段交换，超出界限的部分不交换。6.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述内部交换为选择同一染色体中两块相同长度的片段进行交换。7.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述倒串为选择染色体随机长度的片段，沿中轴线交换位置。8.根据权利要求2所述的一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，其特征在于：所述is插串为随机选择两条染色体，其中一条染色体中选择一个片段插入到另一条染色体中，将被插入的那条染色体中被插入的初始位置后，包括被插入的位置的数据顺移到截取片段后面，超出部分舍去。
技术总结本发明公开了一种基于基因表达式编程的主动降噪方法，由公式推导和录制不同音频A、B得到的数据来计算得到主动降噪IIR滤波器参数的目标函数，将其作为基因表达式编程算法的适应度函数，函数的变量分区域设计成染色体，对种群初始化，计算种群个体的适应度值，利用带精英保留的锦标赛算法进行选择操作，优秀的个体会淘汰较差的个体被保存下来，按照设定的变异概率对其余个体进行随机突变、外部交换、内部交换、倒串、IS插串等变异，对经过一系列遗传操作形成的新种群进行评价，计算每个个体的适应度值，直至满足条件。本发明提出一种基于生物基因结构和功能的新型自适应演化算法去计算主动降噪IIR数字滤波器的参数，从而达到主动降噪的目的。动降噪的目的。动降噪的目的。
技术研发人员：张德宝 郭骏华 陈沧毅
受保护的技术使用者：东莞市惟声科技有限公司
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
