用于清除头部移动造成的噪声消除伪影的系统和方法与流程

本文所公开的方面整体涉及一种用于清除由于头部移动而导致的噪声消除伪影的系统和方法。本文将更详细地论述这些方面和其他方面。

背景技术：

1、主动噪声消除(anc)系统使用前馈结构和反馈结构来衰减非期望噪声，以自适应地去除收听环境内(诸如，车辆车厢内)的非期望噪声。anc系统通常通过生成消除声波以对不希望的可听噪声进行相消干涉来消除或减少不希望的噪声。当噪声和“抗噪声”(其与噪声在量值上大同小异但相位相反)降低某个位置处的声压级(spl)时，就会产生相消干扰。在车辆车厢收听环境中，非期望噪声的潜在来源来自发动机、排气系统、车辆轮胎与车辆在其上行驶的道路表面之间的相互作用，和/或车辆的其他部分的振动所辐射的声音。因此，不希望的噪声随着车辆的速度、道路状况和操作状态而变化。

2、道路噪声消除(rnc)系统是为了使车辆车厢内部的不期望道路噪声最小化而在车辆上实现的特定anc系统。rnc系统使用振动传感器来感测从轮胎与道路界面生成的道路诱发振动，这种振动会导致不希望的可听道路噪声。然后，通过使用扩音器生成声波来消除车厢内部这种不希望的道路噪声或降低其等级，所述声波与要在一个或多个收听者耳朵处减少的噪声在相位上理想地相反并且在量值上理想地相同。消除这种道路噪声可为车辆乘客带来更愉悦的乘坐体验，并且这种消除使得车辆制造商能够使用轻质材料，从而降低能耗并减少排放。

3、发动机阶次噪声消除(eoc)系统是为了使车辆车厢内部的不期望发动机噪声最小化而在车辆上实现的特定anc系统。eoc系统使用非声学信号，诸如使用发动机转速传感器来生成表示以每分钟转数(rpm)为单位的发动机曲轴旋转速度的信号，作为参考。此参考信号用于生成与在车辆内部可听到的发动机噪声在相位上理想地相反的声波。因为eoc系统使用来自rpm传感器的信号，eoc系统不需要振动传感器。

4、rnc系统通常被设计成消除宽带信号，而eoc系统被设计和优化成消除窄带信号，诸如单独的发动机阶次。车辆内的anc系统可提供rnc和eoc技术两者。此类基于车辆的anc系统通常是基于噪声输入(例如，来自rnc系统中的振动传感器的加速度输入)和位于车辆车厢内部各种位置中的物理传声器的信号来持续地调适w滤波器的最小均方(lms)自适应前馈系统。基于lms的前馈anc系统及对应算法的特征是存储系统中的每个物理或虚拟传声器与每个抗噪声扬声器之间的脉冲响应或次级路径。次级路径是生成抗噪声的扬声器与传声器之间的传递函数。

5、虚拟或远程传声器技术是一种技术，其中anc系统基于从一个或多个真实物理传声器接收的误差信号来估计没有真实物理传声器定位的位置处由虚构或虚拟或远程传声器生成的误差信号。这种虚拟或远程传声器技术也可改善收听者耳朵的噪音消除，即使实际上没有物理传声器定位在那里的时候。

6、道路噪声消除(rnc)和发动机阶次噪声消除(eoc)可能不会像车辆乘员移动其头部一样快速调适。从这个意义上说，当乘员坐在具有产生抗噪声的头枕扬声器的座椅上时，随着乘员移动其头部，乘员可听到噪声场和抗噪声场的空间变异。这种空间变异听起来非常糟糕，特别是在高频下，因为声场随着头部位置的微小变化而发生巨大变化(即，在几英寸的头部移动中，空间变异从噪声消除改变到噪声增强再改变回到噪声消除)。各种汽车原始装备制造商(oem)已经注意到基于座椅的噪声消除系统表现出这种不期望的高频异常，这使得基于座椅扩音器的噪声消除系统不受消费者欢迎。

技术实现思路

1、在至少一个实施方案中，提供一种主动噪声消除(anc)系统。所述系统包括：至少一个扩音器，所述至少一个扩音器用以响应于接收到第一抗噪声信号而在车辆的车厢内投射抗噪声声音；以及至少一个传声器，所述至少一个传声器用以提供指示所述车厢内的噪声和所述抗噪声声音的误差信号。所述系统还包括：头部跟踪器传感器，所述头部跟踪器传感器用以提供指示用户头部在车辆中的位置的第一信号；以及第一可控滤波器，所述第一可控滤波器被编程为至少基于所述误差信号和所述第一信号来修改所述至少一个传声器与至少一个远程传声器位置之间的传递函数以生成估计远程传声器误差信号。所述系统还包括第二可控滤波器，所述第二可控滤波器被编程为至少基于所述估计远程传声器误差信号来生成所述第一抗噪声信号以考虑所述用户头部在所述车辆中的所述位置。

2、在至少一个实施方案中，提供一种用于执行主动噪声消除(anc)的方法。所述方法包括：响应于第一抗噪声信号而通过扩音器在车辆的车厢内发射抗噪声声音，以及提供指示所述车厢内的噪声和所述抗噪声声音的误差信号。所述方法还包括：通过头部跟踪传感器提供指示用户头部在车辆中的位置的第一信号，以及通过第一可控滤波器至少基于所述误差信号和所述第一信号来修改传递函数以生成估计远程传声器误差信号。所述方法还包括：通过第二可控滤波器至少基于估计远程传声器误差信号来生成所述第一抗噪声信号以考虑所述用户头部在所述车辆中的所述位置。

3、在至少一个实施方案中，提供一种主动噪声消除(anc)系统。所述系统包括：至少一个扩音器，所述至少一个扩音器用以响应于接收到第一抗噪声信号而在车辆的车厢内投射抗噪声声音；以及至少一个传声器，所述至少一个传声器用以提供指示所述车厢内的噪声和所述抗噪声声音的误差信号。所述系统还包括：头部跟踪器传感器，所述头部跟踪器传感器用以提供指示用户头部在车辆中的位置的第一信号；以及第一可控滤波器，所述第一可控滤波器被编程为至少基于估计远程传声器误差信号来生成所述第一抗噪声信号到所述车辆中。所述系统还包括：第二可控滤波器，所述第二可控滤波器被编程为基于所述用户头部的所述位置来修改所述第一抗噪声信号。

技术特征：

1.一种主动噪声消除(anc)系统，其包括：

2.如权利要求1所述的anc系统，其还包括第三可控滤波器，所述第三可控滤波器被编程为：

3.如权利要求2所述的anc系统，其还包括一个或多个交叉渐变器，所述一个或多个交叉渐变器用以扩展在一段时间内修改所述第三可控滤波器的所述传递函数的方式。

4.如权利要求2所述的anc系统，其中所述头部跟踪传感器向所述第三可控滤波器提供头部移动速度和所述头部移动的幅度中的至少一者，并且其中所述第三可控滤波器基于所述头部移动速度和所述头部移动的所述幅度中的所述至少一者来修改所述第三可控滤波器的传递函数。

5.如权利要求2所述的anc系统，其还包括第四可控滤波器，所述第四可控滤波器被编程为至少基于所述第一信号来对所述第一抗噪声信号进行滤波。

6.如权利要求5所述的anc系统，其还包括控制器，所述控制器被编程为基于所述用户头部的新位置处所存在的抗噪声和所述用户头部的先前位置处所存在的抗噪声来确定所述第四可控滤波器的滤波器系数。

7.如权利要求6所述的anc系统，其中所述控制器被进一步编程为响应于用户头部移动到所述车辆中的新位置而禁用所述第一可控滤波器和所述第三可控滤波器，同时用所述第四可控滤波器对所述第一抗噪声信号进行滤波。

8.如权利要求6所述的anc系统，其中所述控制器被进一步编程为响应于所述用户头部保持在同一位置或停止超过预定时间量的时间段而禁用所述第四可控滤波器，同时激活所述第一可控滤波器和所述第三可控滤波器。

9.如权利要求2所述的anc系统，其还包括第四可控滤波器，所述第四可控滤波器被编程为至少基于所述估计远程传声器误差信号和来自所述第三可控滤波器的输出来生成第二抗噪声信号。

10.如权利要求9所述的anc系统，其还包括头部跟踪稳定性控制块，所述头部跟踪稳定性控制块被编程为控制至少一个交叉渐变器以限制由所述第二可控滤波器和所述第四可控滤波器提供的抗噪声的量。

11.一种用于执行主动噪声消除(anc)的方法，所述方法包括：

12.如权利要求11所述的方法，其还包括第三可控滤波器，所述第三可控滤波器被编程为：

13.如权利要求12所述的方法，其还包括：通过一个或多个交叉渐变器扩展在一段时间内修改所述第三可控滤波器的所述传递函数的方式。

14.如权利要求12所述的方法，其还包括：通过所述头部跟踪传感器向所述第三可控滤波器提供头部移动速度和所述头部移动的幅度中的至少一者，并且其中所述头部跟踪传感器基于所述头部移动速度和所述头部移动的所述幅度中的所述至少一者来修改所述第三可控滤波器的传递函数。

15.如权利要求12所述的方法，其还包括：通过第四可控滤波器至少基于所述第一信号来对所述第一抗噪声信号进行滤波。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括：基于所述用户头部的新位置处所存在的抗噪声和所述用户头部的先前位置处所存在的抗噪声来确定所述第四可控滤波器的滤波器系数。

17.如权利要求16所述的方法，其还包括：响应于用户头部移动到所述车辆中的新位置而禁用所述第一可控滤波器和所述第三可控滤波器，同时用所述第四可控滤波器对所述第一抗噪声信号进行滤波。

18.如权利要求16所述的方法，其还包括：响应于所述用户头部保持在同一位置或停止超过预定时间量的时间段而禁用所述第四可控滤波器，同时激活所述第一可控滤波器和所述第三可控滤波器。

19.如权利要求12所述的方法，其还包括：通过第四可控滤波器至少基于所述估计远程传声器误差信号和来自所述第三可控滤波器的输出来生成第二抗噪声信号。

20.如权利要求19所述的方法，其还包括：通过头部跟踪稳定性控制块控制至少一个交叉渐变器，所述头部跟踪稳定性控制块被编程为限制由所述第二可控滤波器和所述第四可控滤波器提供的抗噪声的量。

21.一种主动噪声消除(anc)系统，其包括：

技术总结在至少一个实施方案中，提供一种主动噪声消除(ANC)系统。所述系统包括：至少一个扩音器，用以响应于接收到第一抗噪声信号而投射抗噪声声音；以及至少一个传声器，用以提供指示噪声和所述抗噪声声音的误差信号。所述系统还包括：头部跟踪器传感器，用以提供指示用户头部的位置的第一信号；以及第一可控滤波器，所述第一可控滤波器被编程为至少基于所述误差信号和所述第一信号来修改所述传声器与至少一个远程传声器位置之间的传递函数以生成估计远程传声器误差信号。所述系统还包括第二可控滤波器，所述第二可控滤波器被编程为至少基于所述估计远程传声器误差信号来生成所述第一抗噪声信号以考虑所述用户头部的所述位置。技术研发人员：K·J·巴斯蒂尔,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：2024/9/12