[发明专利]一种多通道有源降噪头靠的降噪方法

说明书

本发明公开了一种多通道有源降噪头靠的降噪方法，通过采集计算模块得到耳廓空间位置信息，并选定耳廓上一点坐标为虚拟误差传声器的空间坐标，通过已知空间坐标的物理传声器和次级声源，计算得到从次级声源和物理传声器到虚拟误差传声器的时延值，使用离线建模的方式获得次级声源至物理传声器的物理次级路径传递函数矩阵Gpu；自适应控制器根据参考信号、物理误差信号、传递函数矩阵Gvu、M和Gpu以及次级声源的强度u(n)计算得到虚拟误差信号esubgt;v/subgt;，自适应控制器根据参考信号与虚拟误差信号进行计算，产生消声信号，并传递给次级声源；次级声源接收自适应控制器传来的消声信号并发出声音，对原有噪声进行抵消降噪，使虚拟误差传声器处的声压幅值平方最小。

技术领域

本发明涉及噪声控制领域，特别涉及一种多通道有源降噪头靠的降噪方法。

背景技术

噪声污染是一种对人体影响较大的环境污染，当人们长期在高噪声环境中时，工作效率会降低，人的听力和身心健康也会受到影响。尤其是对于汽车、高铁、轮船、和飞机等运载交通工具，舱室区域的噪声严重影响司乘人员乘坐时的舒适性，舱室噪声中的低频噪声成分很难控制，被动噪声控制对材料的尺寸、体积有较高要求，在舱室中难以满足。有源噪声控制(Active noise control,ANC)技术具有体积小、低频噪声控制效果好的特点。有源噪声控制技术基于惠更斯波形叠加原理，因此对舱室噪声进行全局控制难以满足，一般采用局部有源噪声控制的方法降低乘客头部区域的噪声。在无遮挡的条件要求下，有源头靠、头枕(Active headrest)是局部空间有源噪声控制的成功应用之一。

专利CN201620075679.5和CN201810463634.9分别公开了一种有源降噪头枕，将噪声控制系统一体化集成在头枕中，控制装置根据环境噪声和校正噪声控制扬声器产生控制声波，降低使用者头部活动区域的低频噪声，提升声学舒适性。但在一般的有源噪声控制系统中，误差传声器应尽量靠近人耳布放，次级源根据应用场景布放于人耳周围，这样才能最终在误差传声器附近产生有源静音区。通常情况下，静音区的大小与噪声波长相关，单通道有源降噪系统产生的静区直径一般小于1/10波长，为了保证降噪效果，误差传声器应尽可能靠近人耳，这就造成了误差传声器与人头移动的冲突。在实际使用过程中，司乘人员不可能一直紧贴着头靠，当人头移动时，有源降噪头靠的降噪效果就大打折扣，甚至失去效果。

为解决人头移动的影响，专利201910998134.X引入虚拟传声器技术，通过目标区域外的物理传声器拾取声信号对人耳附近虚拟传声器处(原误差传声器位置)的声压进行估计和控制，进而转移有源静区至人耳附近来提高有源降噪系统在人头移动时的鲁棒性。但该专利仅仅提出了当人头前后左右移动和转动时的虚拟传声器与物理传声器之前的传递路径计算方法，采用移动路径估计的方法计算出使人头位于不同位置时系统的噪声残余最大值最小化的最优虚拟次级路径传递函数估计值，当复杂运动时计算量急剧增大。该方法还将人头建模为一刚性球，双耳在刚性球表面，位于通过刚性球中心的直径上，与实际情况并不相符，无法取得真实的良好控制效果。

司乘人员在乘坐过程中，头部的运动是由上下、左右、前后移动和左右转动等多种方式组合而成的复杂运动，虚拟传声器与物理传声器之间的映射关系是动态变化的。因此需要提供一种能够直接获取虚拟传声器传递函数的方法，提供给有源降噪头靠系统以解决以上问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道有源降噪头靠的降噪方法，在人耳移动过程中，能够精确的得到虚拟误差传声器的位置，经过简单计算即可得到有源降噪系统所需的虚拟次级路径传递函数矩阵Gvu和初级声场传递函数矩阵M，系统响应快，降噪效果好。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多通道有源降噪头靠的降噪方法，包括以下步骤：

(1)通过装载在头靠上的采集计算模块得到耳廓空间位置信息；

(2)选定耳廓上某一特征点作为抓取点，将所述抓取点的空间坐标定义为虚拟误差传声器的空间坐标；