一种车内声品质的噪声主动控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种车内声品质的噪声主动控制系统，包括转速获取单元、音频信息获取单元、自适应滤波单元、声音输出单元和误差信号检测单元，所述转速获取单元用于采集发动机的转速信息并生成转速信号X(n)，所述音频信息获取单元获取车内有效音频信号相关的音频信息特征量A

【技术实现步骤摘要】
一种车内声品质的噪声主动控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及噪声及振动
，具体是一种车内声品质的噪声主动控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]车内噪声主要包括发动机的噪声和外界环境传到车内的噪声，由于车厢的存在，外界传入车内的噪声占比相对较少，主要是发动机的噪声通过外壳传播进入车厢。传统的噪声控制多是通过布置吸声材料，增加结构阻尼达到控制噪声的目的，属于被动控制。被动控制对于中高频噪声有很好的控制效果。而发动机的噪声主要是低频噪声，如果使用传统的被动降噪技术来控制低频噪声，往往需要高体量的吸声材料来抑制噪声，不符合汽车轻量化设计理念。
[0003]车内噪声主动控制技术的应用主要是针对发动机噪声这类低频噪声。发动机噪声主动控制系统采集的参考信号一般为发动机转速信号，通过设计陷波滤波器系数驱动车门或头枕扬声器，针对发动机的阶次噪声进行消除。
[0004]在专利文献No.3
‑
178845中公开的技术中，因为步长参数根据有效音频信号的输出电平而减小，所以即使频率接近控制信号Y(n)的有效音频信号被用作误差信号E(n)来更新滤波器系数W(n)，有效音频信号的自适应速度也会减小。另一方面，在有效音频信号被改变到除了控制信号Y(n)附近的频率之外的频率的情况下，即使当被有效音频信号错误地更新的滤波器系数W(n)的值被改变到正常值时，也使用减小的步长参数来执行自适应处理，这导致残留异常噪声的产生时间被延长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种车内声品质的噪声主动控制系统及其控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种车内声品质的噪声主动控制系统，包括转速获取单元、音频信息获取单元、自适应滤波单元、声音输出单元和误差信号检测单元，所述转速获取单元用于采集发动机的转速信息并生成转速信号X(n)，所述音频信息获取单元获取车内有效音频信号相关的音频信息特征量A
k
(n)，所述自适应滤波单元基于转速信号X(n)和相关音频信息特征量A
k
(n)生成控制信号Y(n)，声音输出单元基于控制信号Y(n)输出对应的控制声音，所述误差信号检测单元收集由控制点处的控制目标声音和控制声音之间的干扰引起的残留噪声，以检测对应于残留噪声的误差信号E(n)。
[0007]作为本专利技术进一步的方案：所述自适应滤波单元包括参考信号发生器、控制信号发生器、步长设置单元和滤波系数更新单元，所述参考信号发生器基于所述转速输入到所述自适应滤波单元而产生参考信号，所述控制信号发生器将转速信号乘以滤波系数来产生控制信号，所述步长设置单元用于设置控制滤波系数更新量的步长参数，所述滤波系数更新单元根据音频信息特征量和控制信号的变化设置步长调整系数，进而调整步长参数，并
利用基于参考信号和误差信号的步长调整系数对滤波系数进行更新，以减小残差噪声。
[0008]根据一种车内声品质的噪声主动控制系统提出的一种车内声品质的噪声主动控制方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：通过转速获取单元获取发动机转速信息并生成转速信号X(n)，并生成关于发动机基频的2N倍频分量：X2(n)，X4(n)，X8(n)，输入到自适应滤波单元，同时利用音频信息获取单元获取车内有效音频信息的音频信息特征量A
k
(n)；
[0010]步骤二：通过自适应滤波单元基于转速信号X(n)和车内有效音频信息特征量A
k
(n)，通过阶次的自适应滤波，各自倍频的输出Y2(n)，Y4(n)，Y8(n)阶次分量Y
k
(n)叠加生成控制信号Y(n)输出到声音输出单元；
[0011]步骤三：通过误差信号检测器收集车内控制后的噪音，并生成误差信号E(n)，用于输入到自适应滤波单元，更新滤波参数。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：控制信号发生器通过转速信号X(n)的k阶分量X
k
(n)乘以滤波器系数W
k
(n)来生成控制信号Y(n)的k阶分量Y
k
(n)，将Y
k
(n)输出到控制声音输出单元调制输出信号；
[0013]滤波系数更新单元则基于参考信号R
k
(n)和误差信号E(n)，依次更新滤波系数W
k
(n)，并将更新的滤波系数传递到控制信号发生器；
[0014]步长设置单元则基于转速X(n)的k阶分量X
k
(n)中的频率波动来设置k阶分量的步长参数μk；
[0015]音频信息处理器则基于来自音频信息获取单元的有效音频信号A(n)来计算音频信息特征量A
k
(n)。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：当音频信息特征量A
k
(n)的幅值信息变得大于或等于阈值时，滤波系数更新单元将控制信号Y(n)中的k阶分量Y
k
(n)和下一个样本的控制信号Y(n+1)中的k阶分量Y
k
(n+1)的绝对值进行比较，当控制信号Y(n)的变化趋于减小时，步长调整系数V(n)的阶次分量V
k
(n)被设置为大于相对于步长参数μk的正常时间，并且使用步长调整系数V
k
(n)来更新滤波器系数。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过对汽车发动机噪声进行分阶，进而实施针对性的控制，同时能够提高车内的声品质，保证音乐、通话等有效声音的正常接收，在控制点处主动降低发动机的噪声，提升汽车乘坐舒适度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术控制流程示意图；
[0020]图2为本专利技术自适应滤波器结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]请参阅图1
‑
2，本专利技术实施例中，一种车内声品质的噪声主动控制系统，包括转速获取单元、音频信息获取单元、自适应滤波单元、声音输出单元和误差信号检测单元；所述转速获取单元用于采集发动机的转速信息并生成转速信号X(n)，所述音频信息获取单元获取车内有效音频信号相关的音频信息特征量A
k
(n)，所述自适应滤波器单元基于转速信号X(n)和与车辆中有效音频信号相关的音频信息特征量A
k
(n)生成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车内声品质的噪声主动控制系统，包括转速获取单元、音频信息获取单元、自适应滤波单元、声音输出单元和误差信号检测单元，其特征在于：所述转速获取单元用于采集发动机的转速信息并生成转速信号X(n)，所述音频信息获取单元获取车内有效音频信号相关的音频信息特征量A
k
(n)，所述自适应滤波单元基于转速信号X(n)和相关音频信息特征量A
k
(n)生成控制信号Y(n)，声音输出单元基于控制信号Y(n)输出对应的控制声音，所述误差信号检测单元收集由控制点处的控制目标声音和控制声音之间的干扰引起的残留噪声，以检测对应于残留噪声的误差信号E(n)。2.根据权利要求1所述的一种车内声品质的噪声主动控制系统，其特征在于：所述自适应滤波单元包括参考信号发生器、控制信号发生器、步长设置单元和滤波系数更新单元，所述参考信号发生器基于所述转速输入到所述自适应滤波单元而产生参考信号，所述控制信号发生器将转速信号乘以滤波系数来产生控制信号，所述步长设置单元用于设置控制滤波系数更新量的步长参数，所述滤波系数更新单元根据音频信息特征量和控制信号的变化设置步长调整系数，进而调整步长参数，并利用基于参考信号和误差信号的步长调整系数对滤波系数进行更新，以减小残差噪声。3.根据一种车内声品质的噪声主动控制系统提出的一种车内声品质的噪声主动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过转速获取单元获取发动机转速信息并生成转速信号X(n)，并生成关于发动机基频的2N倍频分量：X2(n)，X4(n)，X8(n)，输入到自适应滤波单元，同时利用音频信息获取单元获取车内有效音频信息的音频信息特征量A
k
(n)；步骤二：通过自适应滤波单元基于转速信号X(n)和车内有效音频信息特征量A
k
(n)，通过阶次的自适应滤波，各自倍频...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘绍娜，刘崇亮，吕红明，陈远晟，高林枫，陆颖，唐钰恒，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：