CN105593927B - 正弦有源噪声降噪系统中的不稳定性检测和校正 - Google Patents

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Abstract

一种用于操作有源降噪系统的方法，该有源降噪系统被设计为降低从旋转设备发源的谐波或正弦噪声，其中存在与要被降低的噪声的频率有关的有源降噪系统输入信号，并且其中有源降噪系统包括输出大体正弦降噪信号的一个或多个自适应滤波器，该大体正弦降噪信号被用于驱动一个或多个换能器，使得它们的输出被引导以用于降低噪声。检测降噪信号的失真。失真至少部分基于降噪信号的频率与谐波噪声的频率之间的差异。基于检测到的失真来改变降噪信号。

Description

正弦有源噪声降噪系统中的不稳定性检测和校正
技术领域
本公开内容涉及正弦噪声的有源消除。
背景技术
正弦噪声消除系统是用于降低或消除一个或多个正弦噪声分量的有源降噪系统。正弦噪声消除系统使用一个或多个差错麦克风作为输入换能器。与要被消除的噪声有关的参考信号(例如，具有与设备的生成噪声的旋转速率有关的频率分量的正弦)被输入到自适应滤波器。自适应滤波器的输出被施加到产生声音的一个或多个换能器(即扬声器)。为了消除正弦噪声，扬声器的输出需要具有与差错麦克风位置处的正弦信号相等的幅度和频率、但是不同的相位。自适应滤波器可以改变参考信号的幅度和/或频率，目的在于将输出收敛至差错麦克风处的正弦噪声，以便将麦克风信号降低至零。自适应滤波器适应性地调整它的内部滤波器系数以便生成被计算用以消除正弦噪声的输出信号。该系统的目的是要消除在感兴趣的一个或多个频率处的麦克风信号。
正弦噪声消除系统可以在期望消除通过旋转设备而产生的正弦噪声的任何情况中使用。一些应用包括机动车辆，在其中这些系统被用于降低或消除车厢中的正弦(例如，谐波)噪声。噪声源可以包括发动机和螺桨轴(prop shaft)，其产生可能期望被消除的谐波。在机动车辆中的正弦噪声源还包括其他旋转设备，诸如空调压缩机或者轮胎。
在某些情况中，这些正弦噪声消除系统可能变得不稳定并且使得被设计为消除正弦噪声的扬声器声音输出水平分散。这样的不稳定的正弦噪声消除系统可能产生大且显著的违像(artifact)。这样的不稳定性的一个原因可以是(多个)扬声器到差错麦克风传递函数中的变化。
发明内容
在校正不稳定性、诸如针对旋转设备(诸如机动车辆中的发动机和传动轴)的正弦噪声消除系统的分散时的第一个步骤是要在造成可听见的违像之前检测到问题。在其变得可听到之前检测和校正不稳定性使得噪声消除系统能够更好地以对被暴露在噪声中的人们而言可接收的方式进行响应。通过将正弦噪声消除系统的自适应滤波器的输出频率与正被消除的频率进行比较，可以检测出分散。在一个非限制性示例中，该比较可以基于检测有源噪声消除系统输出信号的过零率。
以下提及的所有示例和特征可以以任何技术上可行的方式进行组合。
在一个方面，一种用于操作有源降噪系统的方法，有源降噪系统被设计为降低从旋转设备发源的正弦噪声，其中存在与要被降低的正弦噪声的频率有关的有源降噪系统输入信号，并且其中有源降噪系统包括输出大体正弦降噪信号的一个或多个自适应滤波器，该大体正弦降噪信号被用于驱动一个或多个换能器，使得它们的输出被引导以用于降低正弦噪声，该方法包括：检测降噪信号的失真，其中失真至少部分基于降噪信号的频率与正弦噪声的频率之间的差异；以及基于检测到的失真来改变降噪信号。
实施例可以包括以下特征之一或者它们的任一组合。可以通过将降噪信号的过零率与正弦噪声的过零率进行比较来检测失真。可以在时间窗中比较过零率。该窗的时段是可变的。该窗的时段的变化可以至少部分基于要被减少的频率。
其他实施例可以包括以下特征之一或者它们的任一组合。自适应滤波器可以使用如下的系数，这些系数基于用以修改输入信号的幅度和相位中的一个或多个的一个或多个自适应滤波器参数。基于检测到的失真来改变降噪信号的步骤可以包括改变自适应滤波器参数中的一个或多个自适应滤波器参数的值。自适应滤波器参数可以包括泄露因数和适配率。在这种情况中，并且在有源降噪系统输出针对多个换能器中的每个换能器的单独的降噪信号时，由泄露因数和适配率中的一者或两者所改变的量可以基于以下各项中的一项或多项：i)降噪信号的过零率与正弦噪声的过零率之间的差异的大小(scale)；ii)与相对大的降噪信号幅度耦合的、降噪信号的过零率与正弦噪声的过零率之间的差异；以及iii)在多于一个的降噪信号中检测到的失真。
其他实施例可以包括以下特征之一或者它们的任一组合。改变一个或多个自适应滤波器参数的值可以包括自动修改(例如，降低)自适应滤波器参数中的一个或多个参数的值。该方法可以进一步包括建立自适应滤波器参数中的一个或多个参数的最小值以及将值至少维持在这样的最小值。该方法可以进一步包括在一个或多个自适应滤波器参数的值已经被修改之后自动恢复(例如，增加)它们的值。一个或多个自适应滤波器参数的值可以步进地被恢复(例如，被增加)。步长可以与旋转设备的旋转的当前速率和自适应滤波器参数的值被修改时的速率之间的差异有关。在一个或多个自适应滤波器参数的值已经被修改之后它们的值的恢复的速率可以和旋转设备的当前旋转速率与自适应滤波器参数的值被修改时的旋转速率之间的差异有关。
其他实施例可以包括以下特征之一或者它们的任一组合。旋转设备在一个示例中可以是机动车辆中的发动机，并且该方法可以进一步包括将降噪信号的幅度与有效消除在最大发动机负荷处的正弦噪声的参考自适应滤波器输出信号幅度进行比较。该方法还可以进一步包括基于发动机负荷来估计正弦噪声的幅度，以及改变参考水平以使得它自动地匹配当前发动机操作水平。
在另一个方面，一种用于操作有源降噪系统的方法，有源降噪系统被设计为在机动车辆车厢中降低从机动车辆的发动机或螺桨轴发源的谐波噪声，其中存在与要被降低的谐波噪声的频率有关的有源降噪系统输入信号，并且其中有源降噪系统包括输出大体正弦降噪信号的一个或多个自适应滤波器，该大体正弦降噪信号被用于驱动一个或多个换能器，使得它们的输出被引导以用于降低谐波噪声，其中自适应滤波器使用如下的系数，系数基于自适应滤波器的泄露因数和适配率中的一个或者多个、用以修改输入信号的幅度和相位中的一个或多个，该方法包括：检测降噪信号的失真，其中失真至少部分基于降噪信号的频率与正弦噪声的频率之间的差异，并且其中通过将降噪信号的过零率与正弦噪声的过零率进行比较来检测失真；以及基于检测到的失真来改变自适应滤波器的泄露因数和适配率中的一个或者多个的值，以便改变降噪信号。可以在时间窗中比较过零率，其中该窗的时段是可变的并且基于要被降低的频率。
附图说明
图1是机动车辆发动机谐波消除系统的示意性框图。
图2描绘了降噪信号和可以在其中确定该信号的过零点的窗。
图3图示了根据谐波频率的过零率的示例。
图4是针对如下的谐波能量与频率的绘图：基线谐波噪声、同一噪声但是具有有源噪声消除系统被打开(但是失真检测和参数控制未被打开)、以及相同有源噪声消除系统被打开并且具有失真检测和校正。
图5是针对如下的谐波能量与频率的另一个绘图：具有有源噪声消除系统被关闭的基线谐波噪声、具有有源噪声消除系统被打开的噪声以及具有相同有源噪声消除系统被打开并且失真对抗措施被打开的噪声。
具体实施方式
附图中的图1的实施例被示出并且被描述为框图中的离散单元。这些单元可以被实现为模拟电路或数字电路中的一个或者多个。备选地或附加地，它们可以利用一个或多个微处理器执行的软件指令来实现。软件指令可以包括数字信号处理指令。操作可以由模拟电路或者由微处理器执行的软件来实现，微处理器执行的软件执行等同的模拟操作。信号线路可以被实现为离散模拟或数字信号线路(因为离散数字信号线路具有能够处理离散信号的适当信号处理)和/或被实现为无线通信系统的元件。
当以框图来表示或指示过程时，步骤可以由一个元件或多个元件来执行。例如，编程数字信号处理器(DSP)可以完成本文中所描述的有源噪声消除系统的许多功能。过程的步骤可以一起被执行或者在不同时间被执行。执行活动的元件可以物理上是相同的或者彼此接近、或者可以是物理上分离的。一个元件可以执行多于一个框的动作。音频信号可以或者可以不被编码，并且可以以数字或模拟形式被传输。在一些情况中，常规音频信号处理设备和操作从附图中被省略。
参照附图图示了可以操作本发明的方式的非限制性示例。图1是提现所公开的发明的机动车辆发动机有源谐波(或正弦)噪声消除(“ANC”)或者有源降噪系统10的简化示意图。图1图示了本发明的一个示例。然而，本发明不限于机动车辆中的正弦噪声消除。而且，本发明可以用于被适配为降低或消除正弦噪声(其可以或可以不是谐波噪声)的系统。系统10使用自适应滤波器20，自适应滤波器20向一个或多个输出换能器14供应大体正弦降噪信号，输出换能器14具有它们的输出被引导至车厢12。换能器的输出，如车厢传递函数16所修改的，被输入换能器(例如，麦克风)18获得。车厢中的发动机噪声也由输入换能器18获得。已有的车辆发动机控制参数24被用作去往系统10的(多个)输入信号，这些输入信号与车辆发动机操作有关。示例包括RPM、扭矩、加速踏板位置和进气管绝对压力(MAP)。正弦波生成器26被输入有一个或多个这样的与车辆发动机操作有关的发动机控制信号，并且从这些控制信号中可以确定要被消除的(多个)发动机谐波。通常，发动机RPM是由正弦波生成器26使用的信号。正弦波生成器26向自适应滤波器20提供正弦波噪声降低参考信号，该正弦波噪声降低参考信号还被提供至经建模的车厢传递函数28以产生经改进的参考信号。经改进的参考信号和麦克风输出信号被相乘到一起30并且被提供作为去往自适应滤波器20的输入。
自适应滤波器20通常利用被设计为输出大体正弦降噪信号的DSP算法而被完成，该大体正弦降噪信号用于减少并且在理想情况下消除在机动车辆的特定体积中、诸如在车厢或消声器组件中的单个谐波噪声。为了消除谐波噪声，消除信号需要具有与输入换能器18的位置处的谐波噪声信号相等的幅度和频率、但是不同的相位。正弦的幅度应当束缚于换能器处的噪声并且与该噪声成比例。自适应滤波器20具有用于修改输出降噪信号的幅度和相位的滤波器系数。这些系数基于两个参数来计算——泄露因数和适配率。自适应前馈滤波器的操作是本领域中熟知的并且在美国专利号8,306,240中被进一步描述，该专利的公开内容通过引用而结合于此。在该非限制性示例中，自适应算法是x滤波自适应算法。然而，这不是对本发明的限制，因为对于本技术领域中的技术人员而言是明显的其他自适应算法可以被使用。自适应前馈谐波噪声消除系统的操作是本技术领域中的技术人员非常了解的。
可以在DSP中完成不稳定性检测和校正功能。功能31被输入有自适应滤波器输出和作为要被消除的噪声的源的旋转设备或器械的旋转速率，在这个情况中，输入是发动机RPM。失真监测器功能32完成对由自适应滤波器20输出至换能器14的降噪信号的审核并且确定是否有任何条件已经偏离期望的频率、相位和/或幅度。任何这样的偏离指示该系统没有如所期望的或者如所要求的那样进行功能以恰当地收敛。这样的偏离有时在本文中被称为降噪信号的失真。失真检测器32可以由DSP控制功能来完成。
有效降噪信号的一个属性是它的频率，其需要匹配正被消除的正弦信号的频率。在发动机谐波噪声消除的情况中，噪声的频率可以根据经由发动机控制参数24接收的发动机RPM信号来确定。如果降噪信号的频率与正被消除的谐波噪声的频率不匹配，那么该噪声不能够被消除。失真检测器32能够比较两种频率、或者与这些频率有关的信号或者值，以便检测失真。
检测自适应滤波器输出失真的一种方法是监测输出信号的过零率。由于失真检测器在这个非限制性示例中由DSP代码来完成，采用了过零检测的数字方法。然而，过零检测是本领域中熟知的，并且可以取而代之使用其他数字或模拟手段。由于过零检测是本领域中熟知的，在本文中将不进一步描述。
为了过零率检测器实时地监测输出信号，最好在预定时间段或者时间“窗”内监测过零率。图2示出了正弦波形68和这样的窗69的表示。该窗应当在过零处开始和结束。窗的时段被选择以提供快速检测失真的需要与允许噪声消除系统在它的正常操作期间恰当地收敛。由该窗覆盖的时间跨度可以是固定的或者被做成可变的。如果是可变的，它可以是要被消除的频率的函数。因而在窗的时段内接收到足够数据，这些数据例如由于每秒存在较少的过零点而处于低频率，那么窗时段可能需要在较高频率处比它需要的长度更长。窗的时段最好被选择以给系统足够的时间在正常操作中收敛、但是足够短以使得在产生不想要的可听见声音(例如，噪声违像)之前可以检测和解决分散。在系统正在收敛时，过零率可能不等于所期望的比率，因而在系统正在收敛时检测过零率可能过早地触发对抗措施，在这种情况中这可能对系统的性能产生消极影响。
在窗的时段期间测量到的过零率与来自正弦波生成器26的信号的过零率进行比较以确定过零率是否对于该谐波频率是所期望的。所测量的过零率与理想比率的偏差可以指示噪声消除系统正存在困难的收敛或者已经发生不稳定性。该系统可能存在困难的收敛或者可能变得不稳定的原因包括如下的问题，诸如传递函数路径中不好的声学响应，真实的传递函数路径与由自适应滤波器使用的预定的经建模的传递函数估计的偏差，以及来自在接近于正被消除的噪声的频率的频率处的谐波能量的干扰(有时被称为“水床型效应”，这是本领域中熟知的)。由失真检测器32确定的过零率因此可以提供一种能够用于在自适应滤波器被部署之前指示自适应滤波器的调谐期间的问题区域的工具。偏差还可以用作数据，该数据能够被用于确定是否存在跨频率区域的比所期望的偏差更大的偏差可以指示在其中ANC系统正被使用的特定车辆模型需要被重新审计以使得可以重新调谐自适应滤波器。
本公开内容的一个目标是要检测不稳定情况。另一个目标是防止不稳定情况产生可听见的噪声违像。如以上所描述的，不稳定条件的一个指示是与理想情况的过零偏差。如果针对这样的偏差使用严格裕度，因为过零率在正常发动机操作中的改变，单单依靠过零率可能导致对失真的错误指示。因此，噪声消除系统的性能可能被不必要地降低。由于分散可能导致高扬声器输出幅度，高扬声器输出幅度可以是对失真的第二级度量。因此，与高扬声器输出耦合的过零率中的轻微偏差应当比过零率单独的偏差更高地与分散相关。
不稳定性检测和校正功能31可以用于检测高扬声器输出水平。这可以通过使用失真检测器32来完成，以比较降噪信号幅度和参考幅度水平。参考幅度水平将可能在自适应滤波器被调谐的时间处是预定的。例如，参考幅度水平可以是对于消除在最大发动机负荷处的谐波噪声是有效的自适应滤波器输出信号幅度(如在系统被调谐的时间处被确定的)。然后，在系统的操作期间，可以基于实际发动机负荷相较于最大发动机负荷来估计噪声的幅度。发动机控制参数24中的一个或者多个参数，例如诸如表示发动机负荷的扭矩或MAP之类的信号，可以由系统10用于估计噪声的幅度。自适应滤波器输出然后可以与噪声的所期望的幅度进行比较，以查看是否存在由于分散而导致的任何失真。例如，如果幅度显著大于所估计的噪声的幅度，并且同时存在过零率的某种偏移，该系统可以确定存在分散。
系统10可以可选地被布置为发起旨在于校正检测到的失真的步骤。为了校正失真，系统10可以包括用于确定和应用被设计为校正失真的对抗措施的装置。这个目标可以通过包括响应于失真检测器32的可选的失真对抗措施计算器功能34、以及响应于对抗措施计算器34的可选的参数控制功能36来完成。功能34和36一起将取得由检测器32检测到的失真并且可以改变被设计为收敛信号和/或解决不稳定性的自适应滤波器的一个或多个参数。作为修改滤波器参数的备选，在检测到某些失真或不稳定性时，该系统可以被适配为关闭噪声消除功能。它可以例如直到问题被诊断并且被修复或者直到机动车辆被关闭并且被重新启动时才被关闭。
已经发现降低(即，去调谐)自适应滤波器的泄露因数和适配率中的一个或者两个可以有助于重新收敛输出信号过零率。在其中失真至少部分是由于低收敛的情况中，减低或者自动去调谐适配率和/或泄露因数可以提高收敛。如果在谐波噪声正在被消除的空间中的声学情况将不允许这样的重新收敛，算法参数将降低不稳定信号的幅度。经降低的幅度将最小化不稳定性对机动车辆的乘客的影响。可以附加地或备选地采用除了对适配率和泄露之外的调整。其他调整的示例包括临时地修改参考传递函数或者可能将特定扬声器或麦克风关闭。
在偏差超过预定阈值、例如高于或低于所期望的过零率5％时，可以触发适当的(多个)对抗措施。偏差触发可以是谐波频率的函数。在系统10中完成的去调谐的量可以被做成与检测到的失真的严重程度成比例。失真的严重程度可以基于以下各项中的一项或者多项来衡量：降噪信号的过零率与谐波噪声的过零率之间的差异；降噪信号的过零率与和相对大的降噪信号幅度耦合的谐波噪声的过零率之间的差异；以及在针对同一谐波的多于一个降噪信号(即，针对多于一个的换能器的输出信号)中对失真的检测。
去调谐的量可以附加地或备选地至少部分基于旋转设备的自转速率(RPM)的改变的速率，以有助于确保适当量的去调谐被应用于旋转速率中的任何的改变速率。这通常将根据经验在调谐过程期间确定。例如，如果使用以上描述的+/-5％的偏差阈值，并且在检测窗内RPM快速地改变(例如，在快速加速期间)以至于使得过零率超过这个阈值，若干选项之一可以被采用。取决于在窗的时段中检测到的RPM改变，该阈值可以从例如5％增加至例如10％。或者，如果检测到的RPM改变甚至更快，则不可能引起稳定性问题，因为该系统没有在足够长时间处于一个频率，在该情况中，参数可以仅仅在这样的快速RPM改变期间不被调整。可选地，在这样的快速RPM改变的情况中，为了有助于该系统重新收敛，泄露可以在这样的加速期间临时地被设置为零。将泄露临时地设置为零将使得自适应滤波器权重被重新设置，并且因而算法可以在新的频率点重新开始。这将防止失真检测器由于不正确的初始非零自适应滤波器权重而过早地检测分散情况。
过多降低自适应滤波器的参数可能最终导致该系统不可以产生具有如下幅度的输出信号的情况，该幅度足以由失真检测器正确地针对恢复回到收敛或稳定性而监测到的。为了避免去调谐措施过多降低输出信号幅度，可以为(多个)自适应滤波器系数参数建立最小值。在这种情况中，如果参数值降低到最小值，系统10将防止它们进一步降低。为去调谐的参数建立最小值有助于确保存在可以利用失真检测器32检测的足够信号水平。检测器可以被设计为使得这个足够信号水平导致扬声器输出是不可听见的，从而这个方面不会引起乘客可听见的不想要的声音。这些对抗措施的一个结果是降噪系统将不会在由旋转设备于输入换能器处给出的噪声之外给出额外的噪声。
一旦自适应滤波器的(多个)参数已经被降低，期望将它们返回至它们的正常水平，条件是失真维持在可接受的水平。对参数的恢复应当以不产生噪声违像的方式来完成。因此，返回应当以足够缓慢的速度来进行，以使得由该返回所引起的任何分散将在它变成问题之前被检测到。恢复这些参数的一种方式是以步进方式增加它们。从而在这个恢复正在进行的同时的窗的时段期间分析足够的数据，可以基于谐波噪声产生设备的当前旋转速率与它在(多个)参数被降低的时间处的旋转速率之间的差异来建立步长。例如，如果参数在发动机以2000RPM进行操作时被降低并且发动机限制以3000RPM进行操作，参数校正的步长可以大于它在当前发动机速度仅为2100RPM时应当处于的速度。如果RPM维持在于它在去调谐期间所处的相同速率，最好使用非常小的步长，因为分散固有地更相似。
降噪信号的根据谐波频率的过零率的理想示例在图3中被示出。平缓减少曲线50(虚线)是针对单个扬声器的输出信号的主导第三阶发动机谐波的理想数据曲线。由在位置54、56和58处与理想曲线的实线偏离指示不稳定性。位置54(处于90-110Hz)的不稳定性是由于传递函数中的偏差。位置56(处于125-135Hz)的不稳定性是由在第二阶传动系水平的水床型效应引起的。位置58(处于170-180Hz)的不稳定性是由于传递函数中的偏差。
图4是针对基线谐波噪声(处于麦克风位置)的谐波能量与频率的理想化绘图，曲线70(实线曲线)，针对同一噪声但是具有如图1所示的有源噪声消除系统被打开(但是失真检测和参数控制未被打开)的谐波能量与频率的理想化绘图，曲线72(细虚线曲线)，以及针对相同有源噪声消除系统被打开并且具有失真检测和校正的谐波能量与频率的理想化绘图，曲线74(更粗略的虚线曲线)。区域82，在其中谐波操作没有被降低非常多(指示噪声消除系统具有较差的收敛)，对应于图3位置54，并且是传递函数中的偏差导致的。具有对抗措施被打开，失真被降低(曲线74)并且噪声消除系统有效性自动被提高。类似地，在对应于图3位置58的位置84处，传递函数中的偏差的降低的结果由曲线72与曲线74之间的差异来指示。
以类似的方式，图5是其中曲线90(实线)图示了具有ANC系统被关闭的基线谐波噪声的理想化绘图。曲线92(细虚线)具有ANC系统被打开。曲线94(更粗略的虚线)具有ANC系统被打开并且失真对抗措施被打开。区域96图示了分散，其可以由传递函数中的改变或者可能由水床型效应导致。如曲线94所图示的，采用本文中公开的对抗措施可以收敛滤波器并且将操作返回到所期望的消除水平。
本领域的技术人员将理解的是，过零检测器主要完成与所期望的情况的频率偏移的检测，并且存在本公开的范围内涵盖的其他同等有效的方法也可以用于检测这样的频率偏差。在更一般意义上来说，失真检测器是用作周期性估计器的阈值检测器。过零检测器是阈值检测器的一种实例化，但是本发明涵盖测量类似的周期性信息的手段，这些手段可以取代过零检测器来使用。一个示例可以是时域自动校正计算。
本发明的一个结果是谐波消除系统在开始分散时不需要被关闭。另一个优点在于可以消除或者降低由于系统不稳定性而导致的可检测到的噪声违像。对抗措施的优点在于，在最坏的情况中，将不会产生除了基线谐波噪声之外的噪声。
关于在机动车辆的车厢内的谐波噪声消除来描述了以上内容。然而，本公开内容也被应用至在其他车辆位置处的噪声消除。一个另外的示例是该系统可以被设计为消除消声器组件中的噪声。而且，正被消除的噪声可以是发动机谐波噪声，但是还可以是其他车辆操作有关的噪声，诸如来自任何其他旋转设备或架构、诸如举例为传动轴或马达(例如，空调压缩机)或轮胎之类的噪声。而且，有源噪声降低不需要与机动车辆相关联。例如，有源噪声降低可以在工业或商业设置中被使用，以降低来自旋转器械的噪声。
以上描述的设备、系统和方法的示例包括本领域的技术人员将清楚的计算机组件和计算机实现的步骤。例如，本领域的技术人员应当理解的是，计算机实现的步骤可以被存储为计算机可读介质上的计算机可执行指令，计算机可读介质诸如举例为软盘、硬盘、光盘、闪光ROMS、非易失性ROM以及RAM。此外，本领域的技术人员应当理解的是，计算机可执行指令可以在多个处理器上执行，这些处理器诸如举例为微处理器、数字信号处理器、门阵列等等。为了方便阐述，不是以上描述的系统和方法的每个步骤或元件均在本文中被描述为计算机系统的一部分，但是本领域的技术人员将认识到，每个步骤或元件可以具有对应的计算机系统或软件组件。这样的计算机系统和/或软件组件因此是通过描述它们的对应步骤或元件(即它们的功能)来实现的，并且处于本公开内容的范围之内。
本公开内容的各种功能可以以不同于本文中所描述的这些方式的方式来实现，并且可以以不同于本文中所描述的这些方式的方式来组合。已经描述了多种实现方式。然而，将理解的是，可以做出另外的修改而不偏离本文中所描述的创新概念的范围，并且因而其他实施例处于所附权利要求的范围之内。

Claims (17)

1.一种用于操作有源降噪系统的方法，所述有源降噪系统被设计为降低从旋转设备发源的正弦噪声，其中存在与要被降低的所述正弦噪声的频率有关的有源降噪系统输入信号，并且其中所述有源降噪系统包括输出大体正弦降噪信号的一个或多个自适应滤波器，所述大体正弦降噪信号被用于驱动一个或多个换能器，使得所述一个或多个换能器的输出被引导以用来降低所述正弦噪声，所述方法包括：
通过将所述降噪信号的过零率与所述正弦噪声的过零率进行比较，来检测所述降噪信号的失真；以及
基于检测到的失真来改变所述降噪信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在时间窗中比较所述过零率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述时间窗的时段是可变的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述时间窗的时段的变化至少部分基于要被消除的频率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中自适应滤波器使用如下的系数，所述系数基于用来修改所述输入信号的幅度和相位中的一个或多个的一个或多个自适应滤波器参数，并且其中基于检测到的失真来改变所述降噪信号包括改变一个或多个自适应滤波器参数的值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述自适应滤波器参数包括泄露因数和适配率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述有源降噪系统输出针对多个换能器中的每个换能器的单独的降噪信号，并且其中由所述泄露因数和所述适配率中的一者或两者所改变的量基于以下各项中的一项或多项：
i)所述降噪信号的过零率与所述正弦噪声的过零率之间的差异的大小；
ii)与相对大的降噪信号幅度耦合的、所述降噪信号的过零率与所述正弦噪声的过零率之间的差异；以及
iii)在多于一个的降噪信号中检测到的失真。
8.根据权利要求5所述的方法，其中改变所述一个或多个自适应滤波器参数的值包括自动降低所述自适应滤波器参数中的一个或多个参数的值。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括建立所述自适应滤波器参数中的一个或多个参数的最小值以及将所述值至少维持在这样的最小值。
10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在一个或多个自适应滤波器参数的值已经被降低之后自动增加所述一个或多个自适应滤波器参数的值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述一个或多个自适应滤波器参数的值被步进地增加。
12.根据权利要求11所述的方法，其中步长与所述旋转设备的旋转的当前旋转速率和所述自适应滤波器参数的值被降低时的旋转速率之间的差异有关。
13.根据权利要求10所述的方法，其中在所述一个或多个自适应滤波器参数的值已经被降低之后所述一个或多个自适应滤波器参数的值的增加的速率和所述旋转设备的当前旋转速率与所述自适应滤波器参数的值被降低时的旋转速率之间的差异有关。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转设备是机动车辆中的发动机，并且所述方法进一步包括将所述降噪信号的幅度与有效消除在最大发动机负荷处的正弦噪声的参考自适应滤波器输出信号幅度进行比较。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括基于所述发动机负荷来估计所述正弦噪声的幅度，以及改变参考水平以使得它自动地匹配当前发动机操作水平。
16.一种用于操作有源降噪系统的方法，所述有源降噪系统被设计为在机动车辆车厢中降低从机动车辆的发动机或螺桨轴发源的谐波噪声，其中存在与要被降低的所述谐波噪声的频率有关的有源降噪系统输入信号，并且其中所述有源降噪系统包括输出大体正弦降噪信号的一个或多个自适应滤波器，所述大体正弦降噪信号被用来驱动一个或多个换能器，使得所述一个或多个换能器的输出被引导以用来降低所述谐波噪声，其中自适应滤波器使用如下的系数，所述系数基于所述自适应滤波器的泄露因数和适配率中的一个或者多个、用以修改所述输入信号的幅度和相位中的一个或多个，所述方法包括：
检测所述降噪信号的失真，其中失真至少部分基于所述降噪信号的频率与所述谐波噪声的频率之间的差异，并且其中通过将所述降噪信号的过零率与所述谐波噪声的过零率进行比较来检测失真；以及
基于检测到的失真来改变所述自适应滤波器的所述泄露因数和所述适配率中的一个或者多个的值，以便改变所述降噪信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在时间窗中比较所述过零率，其中所述时间窗的时段是可变的并且基于要被消除的频率。
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