针对均匀驱动场排列扬声器的噪声消除系统技术方案

一种用于噪声消除的方法和系统包括与被布置在区域中的三个或更多个扬声器通信的放大器。系统控制器响应于来自检测区域内的声音的至少一个麦克风的信号，来针对扬声器中的每一个产生驱动信号，以及将驱动信号传送给放大器。放大器用为该扬声器产生的驱动信号来驱动每一个扬声器。扬声器响应于驱动信号来发出声音，声音组合地产生针对区域内的特定分区的基本上均匀的声压场。由扬声器产生的基本上均匀的声压场具有适于衰减与由至少一个麦克风检测到的声音相对应的区域中的噪声场的幅度和相位。

Noise elimination system for loudspeakers arranged in uniform drive field

A method and system for noise elimination includes amplifiers that communicate with three or more speakers arranged in a region. The system controller responds to the signal of at least one microphone from the voice in the detection area, generates driving signals for each of the loudspeakers, and transmits the driving signal to the amplifier. The amplifier uses the driving signal produced by the speaker to drive every loudspeaker. The loudspeaker responds to the driving signal to produce sound, and the sound is combined to produce a basically uniform sound pressure field for a specific partition in the region. The basically uniform sound pressure field generated by loudspeakers is suitable for attenuating the amplitude and phase of noise fields corresponding to the sound detected by at least one microphone.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对均匀驱动场排列扬声器的噪声消除系统
技术介绍
本说明书总体涉及噪声消除系统，并且更具体地涉及特定环境(诸如车辆的乘员舱)内的噪声衰减或消除(通常称为噪声消除)。
技术实现思路
以下提及的所有示例和特征可以以任何技术上可能的方式进行组合。在一个方面，噪声消除系统包括三个或更多个扬声器，被设置在区域内；放大器，与三个或更多个扬声器通信；以及系统控制器，与至少一个麦克风和放大器通信。系统控制器响应于来自至少一个麦克风的、响应于在该区域内检测到的声音而产生的信号，来针对三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动信号，以及将该驱动信号传送给放大器。放大器应用每个驱动信号来驱动三个或更多个扬声器中的不同扬声器。三个或更多个扬声器发出声音，该声音响应于驱动信号来组合地产生针对该区域内的特定分区的基本上均匀的声压场。由三个或更多个扬声器产生的基本上均匀的声压场具有适于衰减噪声场的幅度和相位，该噪声场与由至少一个麦克风检测到的声音相对应。系统的实施例可以包括以下特征之一或其任何组合。三个或更多个扬声器可以沿着共同的平面被布置。它们可以包括左扬声器、中间扬声器和右扬声器。特定分区可以围绕该区域的占用者的头部的预期位置。左扬声器和右扬声器可与占用者头部的预期位置相等的等距离地被设置，其中中间扬声器比左侧和右侧扬声器更接近占用者头部的预期位置。系统控制器可以包括与至少一个麦克风通信的补偿器。补偿器可以响应于来自至少一个麦克风的信号来产生命令信号。命令信号可以被配置为衰减特定分区中的噪声。经排列的扬声器控制器可以与所述补偿器通信以接收所述命令信号，并基于预定的参数值来将信号变换应用于该命令信号以产生驱动信号，所述驱动信号被用于以由三个或更多个扬声器发出的声音组合地产生针对特定分区的基本上均匀的声压场的方式来驱动三个或更多个扬声器。每个驱动信号可以通过将增益应用于命令信号而生成。针对驱动信号的增益之和可以大约等于1。三个或更多扬声器中的一个扬声器的驱动信号可能包括延迟。另一方面，提供了一种用于衰减噪声的方法。该方法包括：响应于由至少一个麦克风在一个区域内检测到的声音而产生的信号针对被设置在区域中的三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动器信号，以及在该区域内的特定分区内，通过由三个或更多个扬声器响应于驱动信号而发出的经组合的声音，来生成基本上均匀的声压场，该基本上均匀的声压场衰减与由至少一个麦克风检测到的声音相对应的噪声场。该方法的实施例可以包括以下特征之一或其任意组合。该方法还可以包括沿着共同的平面布置三个或更多个扬声器。三个或更多个扬声器可以包括左扬声器、中间扬声器和右扬声器。特定分区可以围绕该区域的占用者的头部的预期位置，左扬声器和右扬声器与占用者的头部的预期位置等距离地被设置，并且中间扬声器可以比左扬声器和右扬声器更接近占用者头部的预期位置。响应于来自至少一个麦克风的信号来针对三个或更多个扬声器中的每一个产生驱动信号，命令信号被配置为响应于来自至少一个麦克风的信号来衰减该区域中的特定分区中的噪声，并基于预定的参数值将信号变换应用于命令信号，用于产生所述驱动信号，所述驱动信号被用于以由所述三个或更多个扬声器发出的组合声音针对特定分区产生基本上均匀的声压场的方式来驱动三个或更多个扬声器。每个驱动信号可以通过将增益应用于命令信号而被生成。针对该驱动信号集合的增益之和可以近似等于一。驱动信号中的一个驱动信号可以包括延迟。在另一方面中，一种车辆包括乘员舱和噪声消除系统，该噪声消除系统包括三个或更多个扬声器，被设置在所述乘员舱内；放大器，与所述三个或更多个扬声器通信；以及系统控制器，与至少一个麦克风和放大器通信的。系统控制器响应于由至少一个麦克风在区域内检测到的声音而产生的信号、来针对三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动信号，以及将该驱动信号传送给放大器。放大器利用针对该扬声器的驱动信号来驱动三个或更多扬声器中的每一个扬声器。三个或更多个扬声器响应于驱动信号来发出声音，所述声音组合地产生针对区域内的特定分区的基本上均匀的声压场，由三个或更多个扬声器产生的基本均匀的声压场具有适于衰减噪声场的幅度和相位，所述噪声场与由至少一个麦克风检测到的声音相对应。车辆的实施例可以包括以下特征之一或其任何组合。三个或更多个扬声器可以沿着共同的平面被设置。三个或更多个扬声器可以包括左扬声器、中间扬声器和右扬声器。特定分区可以围绕该区域的占用者的头部的预期位置。左扬声器和右扬声器可以与占用者的头部预期位置的等距离地被设置，并且中间扬声器可以比左右扬声器更接近占用者头部的预期位置。系统控制器可以包括与至少一个麦克风通信的补偿器。补偿器可以响应于来自至少一个麦克风的信号而产生命令信号。系统控制器还可以包括与补偿器通信的经排列的扬声器控制器，以从其接收命令信号并且响应于命令信号来产生用于驱动三个或更多个扬声器的驱动信号。每个驱动信号可以包括要被施加到命令信号的增益。驱动信号的增益之和可以近似等于1。驱动信号的驱动信号之一包括延迟。附图说明通过结合附图参考以下描述可以更好地理解以上和其他特征和优点，其中相同的附图标记在各个附图中指示相同的结构元件和特征。附图不必按比例绘制，而是重点在于说明特征和实现的原理。图1是其中安装有示例噪声消除系统的环境的图。图2是图示了由三个排列扬声器生成的基本均匀的声压场的图。图3是图示了由相同的命令信号同相驱动的三个扬声器生成的降低的声压场的图。图4是图示了用于确定驱动排列扬声器的驱动信号的示例过程的图。图5是图示了用于配置噪声消除系统以驱动排列扬声器以便产生基本上均匀的声压场的示例过程的流程图。图6是用于消除噪声的示例过程的流程图。图7是在排列扬声器配置和同相扬声器配置之间切换的示例噪声消除系统的框图。图8是根据噪声相关事件混合排列扬声器配置和同相扬声器配置的示例噪声消除系统的框图。图9是用于在排列扬声器配置和同相扬声器配置之间切换的示例过程的流程图。图10是图示了在相对于占用者的环境内的噪声消除系统的设置的示意图。具体实施方式传统噪声消除系统通常使用来自拾取噪声的麦克风的反馈来控制扬声器，使得来自扬声器的声音消除麦克风处的噪声。申请人认识到在占用者浸入的噪声场和扬声器产生的驱动场之间存在的不匹配。尽管噪声场一般是空间上是平坦的(即声压场或频谱密度在占用者头部周围是相对恒定的)，但驱动场从扬声器位置快速下降，类似于1/r(1/半径)响应。噪声消除发生在噪声场和驱动场的交叉线上，其安装在占用者耳朵附近的小区域。在该区域之外，每当占用者将她的头部向一侧或另一侧翻转时，噪声消除系统会产生不愉快的感觉。与这种上述噪声消除系统相比，本文描述的主动噪声消除系统通过产生在相对较大的空间区域上与噪声场在幅度上紧密匹配但是具有被倒置的相位的声压场，增加了占用者头部周围的噪声消除分区的区域。每个主动噪声消除区域包括至少一个系统麦克风和多个扬声器。通常，系统麦克风测量一个点处的压力，并将该测量值反馈到控制器。在一个示例配置中，扬声器被排列。如本文所使用的“排列扬声器”是指在幅度和相位方面已经被预先确定的扬声器之间的特定关系，使得扬声器一起产生基本上空间平坦的声压场。另外，如本文所使用的均匀的驱动场或均匀的噪声场是指功率谱在整个给定区域上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种噪声消除系统，包括：三个或更多个扬声器，被设置在一个区域中；放大器，与所述三个或更多个扬声器通信；以及系统控制器，与至少一个麦克风和所述放大器通信，所述系统控制器响应于来自所述至少一个麦克风的、响应于在所述区域内检测到的声音而产生的信号，来针对所述三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动信号，以及将所述驱动信号传送给所述放大器，所述放大器应用每个驱动信号以驱动所述三个或更多个扬声器中的不同扬声器，所述三个或更多个扬声器发出声音，所述声音响应于所述驱动信号组合地产生针对所述区域内的特定分区的基本上均匀的声压场，由所述三个或更多个扬声器产生的所述基本上均匀的声压场具有适于衰减噪声场的幅度和相位，所述噪声场与由所述至少一个麦克风检测到的所述声音相对应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 US 14/749,8011.一种噪声消除系统，包括：三个或更多个扬声器，被设置在一个区域中；放大器，与所述三个或更多个扬声器通信；以及系统控制器，与至少一个麦克风和所述放大器通信，所述系统控制器响应于来自所述至少一个麦克风的、响应于在所述区域内检测到的声音而产生的信号，来针对所述三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动信号，以及将所述驱动信号传送给所述放大器，所述放大器应用每个驱动信号以驱动所述三个或更多个扬声器中的不同扬声器，所述三个或更多个扬声器发出声音，所述声音响应于所述驱动信号组合地产生针对所述区域内的特定分区的基本上均匀的声压场，由所述三个或更多个扬声器产生的所述基本上均匀的声压场具有适于衰减噪声场的幅度和相位，所述噪声场与由所述至少一个麦克风检测到的所述声音相对应。2.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中所述三个或更多个扬声器沿着共同的平面被布置。3.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中所述三个或更多个扬声器包括左扬声器、中间扬声器和右扬声器，所述特定分区围绕所述区域的占用者的头部的预期位置，所述左扬声器和所述右扬声器与所述占用者的所述头部的所述预期位置等距离地被设置，并且所述中间扬声器比所述左扬声器和所述右扬声器更接近所述占用者的所述头部的所述预期位置。4.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中所述系统控制器包括：与所述至少一个麦克风通信的补偿器，所述补偿器响应于来自所述至少一个麦克风的所述信号来产生命令信号，所述命令信号被配置为衰减所述特定分区中的噪声；以及经排列的扬声器控制器，与所述补偿器通信以接收所述命令信号，并且基于预定的参数值来将信号变换应用于所述命令信号以产生驱动信号，所述驱动信号被用于以由三个或更多个扬声器发出的所述声音组合地产生针对所述特定分区的所述基本上均匀的声压场的方式，来驱动所述三个或更多个扬声器。5.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中每个驱动信号是通过将增益应用于所述命令信号而生成的。6.根据权利要求5所述的噪声消除系统，其中针对所述驱动信号的所述增益的和近似等于1。7.根据权利要求1所述的噪声消除系统，其中针对所述三个或更多个扬声器中的一个扬声器的所述驱动信号包括延迟。8.一种衰减噪声的方法，包括：响应于由至少一个麦克风响应于在所述区域内检测到的声音而产生的信号，针对被设置在一个区域中的三个或更多个扬声器中的每一个扬声器产生驱动信号；以及在所述区域内的特定分区内，通过由所述三个或更多个扬声器响应于所述驱动信号而发出的经组合的声音，来生成基本上均匀的声压场，所述基本上均匀的声压场衰减与由所述至少一个麦克风检测到的所述声音相对应的噪声场。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：沿着共同的平面布置所述三个或更多个扬声器。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述三个或更多个扬声器包括左扬声器、中间扬声器和右扬声器，所述特定分区围绕所述区域的占用者的头部的预期...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·托瑞斯，D·伊斯特布鲁克，P·本德，D·瓦肯丁，S·H·伊萨贝尔勒，R·斯特鲁兹克，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US