混合有源噪声控制制造技术

一种用于减弱收听环境中噪声的技术。所述技术包括将所述收听环境划分成多个区域，其中每个区域与不同的有源噪声消除(ANC)系统相关联。在包括在所述多个区域中的第一区域与包括在所述多个区域中的第二区域之间的边界包括开放空间。所述技术还包括将多个声传感器和多个扬声器分配给与包括在所述多个区域中的每个区域相关联的所述ANC系统。所述技术还包括：对于包括在所述多个区域中的每个区域，通过所述多个声传感器获取声数据，通过处理器处理所述声数据以生成噪声消除信号，以及通过所述多个扬声器输出所述噪声消除信号。

Hybrid active noise control

For a weakened listening environment noise technology. The technique comprises dividing the listening environment into a plurality of regions, each of which is associated with different active noise cancellation (ANC) systems. The boundary between the first region included in the plurality of regions and the second region included in the plurality of regions includes an open space. The technique also includes assigning a plurality of acoustic sensors and a plurality of loudspeakers to the ANC system associated with each region included in the plurality of regions. The technology includes: for each region in the regions, acquiring sound data through the plurality of acoustic sensors, the acoustic data processed by the processor to generate a noise cancellation signal, and through the plurality of speaker outputs the signal to eliminate the noise.

【技术实现步骤摘要】
混合有源噪声控制
各种实施方案总体涉及音频信号处理，并且更具体地，涉及用于混合有源噪声控制(ANC)的技术。
技术介绍
许多技术已经被开发用于消除各种环境中的不想要的噪声。在一种被称为有源噪声消除(ANC)的此类技术中，周围环境中的噪声通过一个或多个麦克风进行检测。与噪声相关联的逆向的一个或多个波形然后被生成并且通过一个或多个扬声器再生，以便破坏性地干扰或“消除”噪声。此类技术在宽范围的装置(包括ANC耳机和助听装置)中采用，从而向用户提供对他们听觉环境的更大控制。近来，已经开始将ANC系统整合到更大的系统(诸如汽车)中。具体地，在汽车应用中，多个麦克风分布在整个交通工具和乘客厢中，并且将通过麦克风获取的声数据传输至集中式控制单元。集中式控制单元然后生成噪声消除信号，所述噪声消除信号由交通工具乘客厢内的扬声器再生以消除由麦克风检测到的交通工具和道路噪声。尽管ANC技术在减弱相对较小环境中(诸如汽车内)的不想要的噪声时相对有效，但是这些技术在减弱较大环境中和较高频率下的噪声时不太有效。具体地，增加声体积导致环境内的模式密度呈指数增加。对应的较大数量的参与的声模式通常需要扬声器的数量至少等于相关声模式的数量。例如而非进行限制，在图6中示出用于直升机舱的声模式的数量作为频率(Hz)的函数。由于环境内增加的模式密度，如上所述，通过集中式控制单元在这一类环境内生成噪声消除信号变得极为复杂。为了解决在较大收听环境中的这些问题，一些常规方法实现具有多个控制单元的完全分散式ANC系统，其中每个控制单元独立于其他控制单元进行操作。具体地，为了在此类分散式ANC系统中获得控制权，通常需要用于收听环境内的每个参与的声模式的不同控制单元。鉴于这种约束条件以及较大收听环境中增加的模式密度，在较大收听环境中的分散式ANC系统实现方式通常具有不可忽略的硬件要求，从而使得此类系统在此类环境中成本极高。另外，与分散式ANC系统相关联的重量使这些系统在面向运输的环境(诸如飞机和汽车)中使用不切实际。如前面所述，用于在各种类型的收听环境中执行有源噪声消除的更有效技术将是有用的。
技术实现思路
本公开的实施方案阐述用于减弱收听环境中噪声的方法。所述方法包括将收听环境划分成多个区域，其中每个区域与不同的有源噪声消除(ANC)系统相关联。包括在多个区域中的第一区域与包括在多个区域中的第二区域之间的边界包括开放空间。所述方法还包括将多个声传感器和多个扬声器分配给与包括在多个区域中的每个区域相关联的ANC系统。所述方法还包括：对于包括在多个区域中的每个区域，通过多个声传感器获取声数据，通过处理器处理所述声数据以生成噪声消除信号，以及通过多个扬声器输出所述噪声消除信号。另外的实施方案(除其他之外)提供被配置来实现以上阐述的方法的方面的系统和交通工具。有利地，所公开的技术使得声音在较大收听环境(诸如较大乘客厢)内能够更有效地被消除。另外，由于将集中式ANC方法和分散式ANC方法组合的协同效应，有效的噪声消除可以在较低的硬件要求下实现。因此，所公开的技术更加成本有效并且能够在重量是重要考虑因素的应用中实现。附图说明因此，为了详细理解上文阐述的一个或多个实施方案的所叙述特征，通过参考某些特定实施方案来对以上简要概述的一个或多个实施方案进行更具体的描述，这些实施方案中的一些在附图中示出。然而，应注意，附图仅示出典型实施方案，且因此不应被视为以任何方式限制其范围，因为各种实施方案的范围也包括其他实施方案。图1示出根据各种实施方案的飞机的乘客厢；图2示出根据各种实施方案的在图1的乘客厢中实现的混合ANC系统；图3示出根据各种实施方案的在具有三个不同区域的飞机乘客厢中实现的混合ANC系统；图4示出根据各种实施方案的被配置来实现混合ANC系统的一个或多个方面的计算装置；图5是根据各种实施方案的用于减弱收听环境中噪声的方法步骤的流程图；并且图6示出直升机机舱内声模式的数量作为频率的函数。具体实施方式在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的实施方案的更全面理解。然而，本领域技术人员将明白的是，本公开的实施方案可在没有这些具体细节中的一个或多个细节的情况下加以实践。系统概述图1示出根据各种实施方案的飞机的乘客厢100。如图所示，乘客厢100可包括一个或多个乘客座位102。收听环境的频率响应取决于多种因素，包括收听环境边界的尺寸、取向和材料组成。具体地，收听环境的尺寸影响可由噪声源激发的声模式的数量。在许多情况下，期望减弱收听环境内不想要的噪声。例如而非进行限制，在许多运输应用中，由发动机操作、不平地形、气流、螺旋桨噪声等产生的振动在交通工具(例如，汽车、船舶、飞机、飞船、铁路交通工具)的乘客厢内产生噪声。当在此类环境中实现噪声消除技术时，有效减弱噪声所需的声传感器和扬声器的数量基于环境内模式的数量，如上文所论述，收听环境内所述模式的数量基于环境的尺寸。因此，在相对较小的乘客厢中(诸如在小型汽车内)，可以在相对适度的硬件要求下实现噪声消除。然而，当收听环境的尺寸增加时，所产生的数量和模式密度的增加显著减小常规有源噪声消除(ANC)技术的有效性。具体地，通过集中式控制器进行操作的常规ANC系统通常不能够有效地消除具有高模式密度的复杂环境中的噪声，从而使得此类系统在较大收听环境中无效。另外，尽管分散式ANC系统在消除较大收听环境中的噪声时更加有效，但是此类系统通常需要单独的控制单元、声传感器和扬声器用于包括在期望的噪声消除频率范围中的每个声模式。因此，分散式系统所需的硬件的成本和重量防止这些系统在许多大规模应用中(诸如在飞机的乘客厢、公共汽车、火车车厢等中)实现。因此，常规的ANC系统在减弱较大收听环境中不想要的噪声时遭受许多缺点。因此，在各种实施方案中，混合ANC系统可通过将收听环境划分成多个区域(其中每个区域包括多个声模式并且与不同的“集中式”(相对于所述区域)ANC系统相关联)而在收听环境(例如，乘客厢)中实现。有利地，通过将乘客厢划分成多个区域并且通过独立的ANC系统管理每个区域中的声模式，硬件要求相对于常规分散式ANC技术减少，所述常规分散式ANC技术通常需要单独的控制器、声传感器和扬声器每声模式。此外，因为包括在混合ANC系统的每个区域中的每个ANC系统负责管理较少数量的声模式，所以处理复杂性显著降低，从而使混合ANC系统能够比具有类似总数量的声传感器和扬声器的常规集中式ANC系统更有效地得到控制权。也就是说，由于在单个收听环境内将集中式ANC方法和分散式ANC方法组合的协同效应，所以相对于实现同等数量的声传感器和扬声器的常规ANC系统来说，噪声总体上在每个区域和收听环境两者内有效地减弱。在下文结合图2-5进一步详细描述混合ANC系统的各种实施方案。图2示出根据各种实施方案的在图1的乘客厢100中实现的混合ANC系统200。如图所示，混合ANC系统200包括位于乘客厢100的第一区域220-1中的第一ANC系统205-1和位于乘客厢100的第二区域220-2中的第二ANC系统205-2。第一ANC系统205-1和第二ANC系统205-2中的每一个包括声传感器210和扬声器212。包括在每个ANC系统205中的声传感器210(通常被称为误差麦克风)被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减弱收听环境中噪声的系统，所述系统包括：第一有源噪声消除(ANC)系统，其与所述收听环境的第一区域相关联，所述第一ANC系统包括：第一多个声传感器，所述第一多个声传感器被配置来获取第一声数据；第一多个扬声器，所述第一多个扬声器被配置来输出第一噪声消除信号；以及第一处理器，所述第一处理器耦接到所述第一多个声传感器和所述第一多个扬声器并且被配置来：通过所述第一多个声传感器接收所述第一声数据；处理所述第一声数据以生成所述第一噪声消除信号；并且将所述第一噪声消除信号传输至所述第一多个扬声器；以及第二ANC系统，其与所述收听环境的第二区域相关联，其中所述第一区域和所述第二区域共享所述收听环境的连续体积内的边界，所述第二ANC系统包括：第二多个声传感器，所述第二多个声传感器被配置来获取第二声数据；第二多个扬声器，所述第二多个扬声器被配置来输出第二噪声消除信号；以及第二处理器，所述第二处理器耦接到所述第二多个声传感器和所述第二多个扬声器并且被配置来：通过所述第二多个声传感器接收所述第二声数据；处理所述第二声数据以生成所述第二噪声消除信号；并且将所述第二噪声消除信号传输至所述第二多个扬声器。

【技术特征摘要】
2016.04.06 US 15/092,5681.一种用于减弱收听环境中噪声的系统，所述系统包括：第一有源噪声消除(ANC)系统，其与所述收听环境的第一区域相关联，所述第一ANC系统包括：第一多个声传感器，所述第一多个声传感器被配置来获取第一声数据；第一多个扬声器，所述第一多个扬声器被配置来输出第一噪声消除信号；以及第一处理器，所述第一处理器耦接到所述第一多个声传感器和所述第一多个扬声器并且被配置来：通过所述第一多个声传感器接收所述第一声数据；处理所述第一声数据以生成所述第一噪声消除信号；并且将所述第一噪声消除信号传输至所述第一多个扬声器；以及第二ANC系统，其与所述收听环境的第二区域相关联，其中所述第一区域和所述第二区域共享所述收听环境的连续体积内的边界，所述第二ANC系统包括：第二多个声传感器，所述第二多个声传感器被配置来获取第二声数据；第二多个扬声器，所述第二多个扬声器被配置来输出第二噪声消除信号；以及第二处理器，所述第二处理器耦接到所述第二多个声传感器和所述第二多个扬声器并且被配置来：通过所述第二多个声传感器接收所述第二声数据；处理所述第二声数据以生成所述第二噪声消除信号；并且将所述第二噪声消除信号传输至所述第二多个扬声器。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一ANC系统被配置来独立于所述第二ANC系统减弱所述收听环境的所述第一区域中的噪声。3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一处理器和所述第二处理器包括数字信号处理器和模拟信号处理器中的至少一个。4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一处理器还被配置来：基于通过所述第一多个声传感器接收的第三声数据将所述第一区域划分成两个或更多个区域，其中所述两个或更多个区域共享所述收听环境的所述连续体积内的至少一个边界；将包括在所述第一多个声传感器中的每个声传感器分配给包括在所述两个或更多个区域中的区域；并且将包括在所述第一多个扬声器中的所述扬声器中的每一个分配给包括在所述两个或更多个区域中的区域。5.如权利要求1所述的系统，其中处于所述第一区域与所述第二区域之间的所述全部边界包括开放空间。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一多个扬声器包括两个扬声器，并且所述第二多个扬声器包括两个扬声器。7.如权利要求1所述的系统，其中所述收听环境包括交通工具的乘客厢。8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一噪声消除信号和所述第二噪声消除信号具有从约100Hz至约300Hz的频率。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ巴茨，T苏科，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US