[发明专利]主动降噪设备

说明书

一种通过降噪扬声器与麦克风之间的备声学通路对噪声源与所述麦克风之间的叠加主声学通路进行降噪的主动降噪设备，其特征在于，所述设备包括：第一输入，用于从麦克风接收麦克风信号(α(k))；第一输出用于向所述降噪扬声器提供第一降噪信号(‑y₂(k))；第一电学补偿通路；第二电学补偿通路；其中，所述第一电学补偿通路和所述第二电学补偿通路并行耦合在第一节点与所述第一输入之间，以提供所述第一降噪信号(‑y₂(k))，所述第一节点提供所述噪声源的预测。

技术领域

本发明涉及一种主动降噪设备，尤其涉及使用前向反馈、后向反馈和混合噪声控制以及远端信号补偿技术的主动噪声控制系统。本发明还涉及主动噪声控制方法。

背景技术

在许多工业应用、磁共振成像等医疗设备、风道、高品质耳机、头戴式耳机、手机等中都出现了声学降噪问题，这些都需要降低听者位置的背景噪声。由于噪声出现、传播并存在于空气中时，即在声学环境中时，所以噪声只能以声学方式降低或衰减。该问题通常由主动噪声控制(Active Noise Control，ANC)系统解决。ANC系统产生抗噪声，即声波，其与降噪平面中的降低噪声具有相同的振幅和相反的相位。通过抗噪声12降低的正弦波噪声11的原理在图1a、1b和1c中所示的图形10示出。

如果噪声11和抗噪声12具有相同幅度和相反相位，则实现完美降噪，如图1a所示。如果幅度(参见图1b)或相位(参见图1c)失配，则仅实现噪声的部分降低，即衰减。这里，13为残余(已降低或已衰减)噪声。ANC系统是可以在操作期间参照失配最小化来调整上述失配的系统。

由于ANC系统的性能取决于其架构和所使用的算法，因此需要提高主动降噪。

为了详细描述本发明，将使用以下术语、缩写和符号：

ANC：主动噪声控制；主动降噪

FF：前向反馈

FB：后向反馈

混合：前向反馈和后向反馈的组合

发明内容

本发明的目的是提供一种用于提高主动降噪的概念。

本发明通过应用一种或多种以下技术来解决上述问题：修改FB 30和混合40ANC系统(参见图3和4)，向自适应滤波器和滤波器自适应算法提供同一输入信号；所述FB 30和混合40ANC系统(参见图3和4)中的应用，即一种用于从误差麦克风103接收的信号中减去远端信号的电路；基于如下所述的修改(下文表示为滤波后的X修改)，在改进型FF、FB和混合ANC系统中，使用所述用于从误差麦克风103接收的信号中减去远端信号的电路。

本发明具有以下优势：使用上述滤波后的X修改能够估计如所述改进型FB和混合ANC系统中基于梯度搜索的自适应算法中的等式(22)定义的最大步长值μ_max。在所述步长增加的情况下，会导致适配的加速。使用上述滤波后的X修改使RLS算法在所述FB和混合ANC系统中稳定。使用所述用于从FB和混合ANC系统的信号中减去远端信号的电路可使系统在高品质耳机、头戴式耳机、手机等中的远端声音再现期间操作。同时使用上述滤波后的X修改和所述用于从FF、FB和混合ANC系统中的信号中减去远端信号的电路可使系统在远端声音再现期间操作。

根据第一方面，本发明涉及一种通过降噪扬声器与麦克风之间的叠加备声学通路对噪声源与所述麦克风之间的主声学通路进行降噪的主动降噪设备，所述设备包括：第一输入，用于从所述麦克风接收麦克风信号；第一输出，用于向所述降噪扬声器提供第一降噪信号；第一电学补偿通路；第二电学补偿通路，其中，所述第一电学补偿通路和所述第二电学补偿通路并行耦合在第一节点与所述第一输入之间，以提供所述第一降噪信号，所述第一节点提供所述噪声源的预测。