用于主动降噪的次级路径切换的系统和方法与流程

本文所公开的各方面整体涉及用于主动降噪(anc)的次级路径切换的系统和方法。本文将更详细地讨论这些方面和其他方面。

背景技术：

1、主动降噪(anc)系统使用前馈结构和反馈结构来衰减不期望的噪声，以自适应地去除收听环境内(诸如车辆车厢内)的不期望的噪声。anc系统通过生成消除声波以与不想要的可听噪声相消地干涉来消除或降低所述不想要的噪声。在车辆上实现的最小化车辆车厢内部的噪声的anc系统包括最小化不想要的道路噪声的道路降噪(rnc)系统以及最小化车辆车厢内部的不期望的发动机噪声的发动机阶次消除(eoc)系统。

2、通常，anc系统使用数字信号处理技术和数字滤波技术。例如，噪声传感器(诸如传声器、加速度计或每分钟转数(rpm)传感器)输出表示由噪声源生成的干扰噪声信号的电参考信号。此参考信号被馈送到自适应滤波器。然后，将经滤波的参考信号供应到声学致动器(例如，扩音器)，所述声学致动器生成补偿声场，所述补偿声场可在理想情况下与噪声信号具有相反的相位和接近相同的幅度。此补偿声场除去或减少收听环境内的噪声信号。

3、rnc系统是在车辆上实现的专用于最小化车辆车厢内部的不期望的道路噪声的anc系统。rnc系统使用振动传感器来感测从轮胎和道路交界面生成的道路诱发振动，所述道路诱发振动导致不想要的可听道路噪声。消除此类道路噪声为车辆乘客带来更愉悦的乘行，并且这使得车辆制造商能够使用轻质材料，从而降低能量消耗并且减少排放。eoc系统是在车辆上实现的专用于最小化车辆车厢内部的不期望的发动机噪声的anc系统。eoc系统使用非声学传感器(诸如发动机速度传感器)来生成表示以每分钟转数(rpm)表示的发动机曲轴转速的信号作为参考。rnc系统通常被设计来消除宽带信号，而eoc系统被设计并优化来消除窄带信号(诸如单独发动机阶次)。车辆内的anc系统可提供rnc技术和eoc技术两者。

4、可使用传声器来测量残余噪声信号，以向自适应滤波器的自适应单元提供误差信号，其中自适应滤波器的滤波器系数(也称为参数)被修改成使得产生误差信号的范数。自适应滤波器的自适应单元可使用数字信号处理方法(诸如最小均方(lms)、滤波x最小均方(fxlms)、所修改的滤波x最小均方(mfxlms)或其他技术)来减少误差信号。

5、当应用lms算法的许多变体(诸如fxlms算法和mfxlms算法)时，使用表示从扩音器到传声器的声学传输路径的估计模型。此声学传输路径通常称为anc系统的次级路径。相比之下，从噪声源到传声器的声学传输路径通常称为anc系统的初级路径。在时域中表示的次级路径传递函数通常称为脉冲响应或ir。

6、估计次级路径传递函数与实际次级路径传递函数匹配的方式影响anc系统的稳定性。变化的次级路径传递函数可对anc系统造成负面影响，因为实际次级路径传递函数在经受变化时不再与fxlms算法或mfxlms算法中所使用的“先验”估计次级路径传递函数匹配。次级路径的估计模型通常在生产调谐过程期间被测量一次并且近似次级路径传递函数，并且在生产调谐过程期间，针对“标称”声学场景(即，一名乘员、窗户关闭、座椅处于默认位置)估计次级路径传递函数。然而，次级路径可出于许多不同原因(如收听环境中的乘员人数计数、座椅位置、物品的改变)而变化。存储的估计次级路径和实际次级路径之间的这些差异可导致降噪系统性能不足或者甚至导致自适应滤波器发散，这致使在收听环境中生成不期望的噪声，这通常称为噪声增强。

技术实现思路

1、在至少一个实施方案中，提供了一种主动降噪(anc)系统。音频信号源提供音频信号。至少一个扩音器在车厢内投射抗噪声声音。至少一个传声器提供指示噪声、所述音频信号和所述抗噪声声音的第一误差信号和指示估计抗噪声信号的第二误差信号。至少一个控制器被编程来：接收所述第一误差信号和所述第二误差信号，并且至少基于所述第一误差信号和所述第二误差信号来提供估计脉冲响应。所述至少一个控制器进一步被编程来：将所述估计脉冲响应与一个或多个预存储脉冲响应进行比较；并且选择与所述估计脉冲响应匹配的第一预存储脉冲响应，以在自适应滤波器处对一个或多个参考信号进行滤波以便生成所述抗噪声信号。

2、在至少另一实施方案中，提供了一种用于执行主动降噪(anc)系统的方法。所述方法包括：利用至少一个音频信号源生成要在车辆的车厢中传输的音频信号；以及响应于接收到抗噪声信号而通过至少一个扩音器在所述车辆的所述车厢中传输抗噪声声音。所述方法还包括：提供指示所述车厢内的噪声、所述音频信号和所述抗噪声声音的第一误差信号和指示估计抗噪声信号的第二误差信号；以及通过至少一个控制器接收所述第一误差信号和所述第二误差信号。所述方法包括：基于所述第一误差信号和所述第二误差信号来提供估计脉冲响应；以及将所述估计脉冲响应与一个或多个预存储脉冲响应进行比较。所述方法还包括：选择与所述估计脉冲响应匹配的第一预存储脉冲响应，以在自适应滤波器处对一个或多个参考信号进行滤波以便生成所述抗噪声信号。

3、在至少另一实施方案中，提供了一种体现在非暂时性计算机可读介质中的计算机程序产品，所述计算机程序产品被编程用于执行主动降噪(anc)。所述计算机程序产品包括用于以下的指令：利用至少一个音频信号源生成要在车辆的车厢中传输的音频信号；以及响应于接收到抗噪声信号而通过至少一个扩音器在所述车辆的所述车厢中传输抗噪声声音；以及提供指示所述车厢内的噪声、所述音频信号和所述抗噪声声音的第一误差信号和指示估计抗噪声信号的第二误差信号。所述计算机程序产品包括用于以下的指令：通过至少一个控制器接收所述第一误差信号和所述第二误差信号；以及基于所述第一误差信号和所述第二误差信号来提供估计脉冲响应。所述计算机程序产品包括：将所述估计脉冲响应与一个或多个预存储脉冲响应进行比较；以及选择与所述估计脉冲响应匹配的第一预存储脉冲响应，以在自适应滤波器处对一个或多个参考信号进行滤波以便生成抗噪声信号。

技术特征：

1.一种主动降噪(anc)系统，其包括：

2.如权利要求1所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：将所述估计脉冲响应分别与所述车辆中的一个或多个扩音器和传声器组合的一个或多个预存储脉冲响应进行比较。

3.如权利要求2所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：生成距离度量，所述距离度量包括所述车辆中的所述一个或多个扩音器和传声器组合的信息。

4.如权利要求2所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：

5.如权利要求4所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：针对每个距离度量选择最小输出。

6.如权利要求5所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：基于所选择的最小输出来针对每个扩音器和传声器组合提供投票。

7.如权利要求6所述的anc系统，其中所述投票被加权。

8.如权利要求6所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：响应于确定所选择的最小输出与所述第一预存储脉冲响应相关联并且所选择的最小输出对应于大多数投票而将所述第一预存储脉冲响应选择为与所述估计脉冲响应匹配。

9.如权利要求1所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：在将所述估计脉冲响应与所述一个或多个预存储脉冲响应进行比较之前确定所述音频信号的信噪比(snr)是否高于预定阈值。

10.如权利要求9所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：在将所述估计脉冲响应与所述一个或多个预存储脉冲响应进行比较之前确定所述音频信号是否在大于预定时间间隔的时间段内超过所述snr。

11.如权利要求1所述的anc系统，其还包括：存储器，所述存储器被编程来将所述一个或多个预存储脉冲响应存储在查找表中以用于与所述估计脉冲响应进行比较。

12.如权利要求1所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：基于以下中的一者来选择与所述估计脉冲响应匹配的所述第一预存储脉冲响应：(i)执行当前估计脉冲响应与估计脉冲响应的未来候选值之间的频谱特性的比较；以及(ii)执行所述当前估计脉冲响应与所述估计脉冲响应的未来候选值之间的交叉相关。

13.如权利要求1所述的anc系统，其中所述至少一个控制器进一步被编程来：基于以下中的一者来选择与所述估计脉冲响应匹配的所述第一预存储脉冲响应：(i)基于次级脉冲响应的样本的数量来确定距离度量并且在选择具有最低距离的所述估计脉冲响应之后选择所述第一预存储脉冲响应；以及(ii)所述估计脉冲响应与相对于车辆操作的预定场景的比较。

14.一种用于执行主动降噪(anc)系统的方法，其包括：

15.如权利要求14所述的方法，其还包括：将所述估计脉冲响应与所述车辆中的一个或多个扩音器和传声器组合的一个或多个预存储脉冲响应进行比较。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括：生成距离度量，所述距离度量包括所述车辆中的所述一个或多个扩音器和传声器组合的信息。

17.如权利要求15所述的方法，其还包括：

18.如权利要求17所述的方法，其还包括：针对每个距离度量选择最小输出。

19.如权利要求18所述的方法，其还包括：基于所选择的最小输出来针对每个扩音器和传声器组合提供投票。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述投票被加权。

21.如权利要求18所述的方法，其还包括：响应于确定所选择的最小输出与所述第一预存储脉冲响应相关联并且所选择的最小输出对应于大多数投票而将所述第一预存储脉冲响应选择为与所述估计脉冲响应匹配。

22.如权利要求14所述的方法，其还包括：在将所述估计脉冲响应与所述一个或多个预存储脉冲响应进行比较之前确定所述音频信号的信噪比(snr)高于预定阈值。

23.如权利要求14所述的方法，其包括：将所述一个或多个预存储脉冲响应存储在查找表中以用于与所述估计脉冲响应进行比较。

24.一种体现在非暂时性计算机可读介质中的计算机程序产品，所述计算机程序产品被编程用于执行主动降噪(anc)，所述计算机程序产品包括用于以下的指令：

技术总结在至少一个实施方案中，提供了一种主动降噪(ANC)系统。音频信号源提供音频信号。至少一个扩音器在车厢内投射抗噪声声音。至少一个传声器提供指示噪声、所述音频信号和所述抗噪声声音的第一误差信号和指示估计抗噪声信号的第二误差信号。至少一个控制器被编程来：接收所述第一误差信号和所述第二误差信号，并且至少基于所述第一误差信号和所述第二误差信号来提供估计脉冲响应。所述至少一个控制器进一步被编程来：将所述估计脉冲响应与一个或多个预存储脉冲响应进行比较；并且选择与所述估计脉冲响应匹配的第一预存储脉冲响应，以在自适应滤波器处对一个或多个参考信号进行滤波以便生成所述抗噪声信号。技术研发人员：S·巴苏,K·J·巴斯蒂尔,J·C·塔克特,D·特朗皮,G-S·金,T·冯受保护的技术使用者：哈曼国际工业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6