CN110024025B - 基于相干性的动态稳定性控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆音频系统的基于相干性的动态稳定性控制系统可以包括至少一个输出传感器和至少一个输入传感器,所述至少一个输出传感器被配置为传输包括噪声消除信号和不期望的噪声信号的输出信号,所述至少一个输入传感器被配置为传输指示车辆加速度的输入信号。处理器可以被编程为基于至少一个参数控制换能器输出所述噪声消除信号,接收所述输入信号和所述输出信号,确定所述输入信号和所述输出信号之间的相干性。所述处理器可以被进一步编程为确定所述相干性是否超过预定义的相干性阈值,调整所述至少一个参数以生成调整的参数,以及响应于所述相干性未超过所述预定义的相干性阈值,基于所述参数控制所述换能器输出更新的噪声消除信号。

Description

基于相干性的动态稳定性控制系统
技术领域
本文公开了基于相干性的稳定性控制系统。
背景技术
车辆在驾驶时经常会产生结构传递噪声。为了消除噪声,通常使用有源噪声消除通过发射具有与道路噪声的振幅相似振幅但具有反转相位的声波来抵消这种噪声。这种有源噪声消除的有效性通常取决于参考信号和反馈信号之间的相干性。
发明内容
一种用于车辆音频系统的基于相干性的动态稳定性控制系统可以包括至少一个输出传感器和至少一个输入传感器,所述至少一个输出传感器被配置为传输包括噪声消除信号和不期望的噪声信号的输出信号,所述至少一个输入传感器被配置为传输指示车辆加速度的输入信号。处理器可以被编程为基于至少一个参数控制换能器输出噪声消除信号,接收输入信号和输出信号,确定输入信号和输出信号之间的相干性。处理器可以被进一步编程为确定相干性是否超过预定义的相干性阈值,调整至少一个参数以生成调整的参数,以及响应于相干性未超过预定义的相干性阈值,基于该参数控制换能器输出更新的噪声消除信号。
一种用于对车辆音频系统执行动态稳定性控制的方法可以包括基于至少一个默认参数控制换能器输出噪声消除信号,以及接收至少一个参考信号和反馈信号。该方法还可以包括确定参考信号和反馈信号之间的相干性,以及确定相干性是否超过预定义的相干性阈值。该方法可以包括通过动态地调整至少一个默认参数生成至少一个更新的参数;以及响应于相干性未超过预定义的相干性阈值,基于该至少一个更新的参数提供更新的噪声消除信号。
一种用于车辆音频系统的基于相干性的动态稳定性控制系统可以包括耦接到换能器的处理器。处理器可以被编程为基于至少一个默认参数控制换能器输出噪声消除信号,以及接收至少一个参考信号和反馈信号。处理器可以被进一步编程为确定参考信号和反馈信号之间的相干性,以及确定相干性是否超过预定义的相干性阈值。处理器可以通过动态地调整至少一个默认参数生成至少一个更新的参数,以及响应于相干性未超过预定义的相干性阈值,基于该至少一个更新的参数提供更新的噪声消除信号。
附图说明
本公开的实施方案在所附权利要求中特别指出。然而,通过结合附图参考以下具体实施方式,各种实施方案的其他特征将变得更显而易见,并且将得到最好的理解,在附图中:
图1示出了根据一个实施方案的示例性相干稳定性系统;
图2示出了另一个示例性相干稳定性系统;
图3示出了用于执行相干性计算的示例框图;
图4A示出了频率上的相干性的示例性曲线图;
图4B示出了频率上的参数变化的示例性曲线图;以及
图5示出了用于稳定性控制系统的示例过程。
具体实施方式
根据需要,本文公开了本发明的详细实施方案;然而,应当理解,所公开的实施方案仅仅是可以体现为各种和替代形式的本发明的示例。附图不一定按比例绘制;一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此,本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本发明的代表性基础。
本文公开了一种用于稳定窄带和宽带噪声消除系统的性能的相干稳定性控制系统。在车辆的噪声消除期间,通常使用滤波器减少道路噪声并改善车舱内的听觉体验。除了道路噪声之外或作为道路噪声的替代,稳定性系统还可以应用于发动机谐波消除、空气传播噪声、航空声学、风扇、部件级噪声等。这种噪声消除的性能通常取决于相干关系。当车窗摇下时,麦克风可能会经受大量航空声学噪声,这将降低两个信号之间的相干性。这种低相干性可能影响噪声消除的性能并导致噪声消除的不稳定性和/或性能损失。
由于可以基于传感器数据(诸如加速度计数据和/或麦克风数据)和输出通道数据确定相干性,因此可以将相干性用作反馈回路的一部分以确定是否存在不稳定性。当相干性下降时,这种情况表明音频系统处存在不稳定性,诸如麦克风处经受的噪声。例如,麦克风可能被物体覆盖,从而产生与道路噪声无关的错误噪声。如果相干性下降到某个阈值以下,则系统可以动态地减小扬声器输出或完全关闭扬声器输出。除此之外或作为另一种选择,系统可以停止在滤波器更新等式中使用输出通道数据,从而提高性能,而不管不稳定性如何。
图1示出了示例性相干稳定性控制系统100,其具有控制器105、至少一个输入传感器110、数据库130和至少一个换能器140。控制器105可以是包括硬件和软件组件两者的组合的独立装置,并且可以包括被配置为分析和处理音频信号的处理器。具体地,控制器105可被配置为基于来自输入传感器110的接收数据在车辆内执行宽带和窄带噪声消除以及有源道路噪声消除(ARNC)。控制器105可以包括用于实现ARNC的各种系统和部件,诸如数据库130、自适应滤波器133和相干优化例程139。
在一个实例中,控制器105的优化例程139可以执行从输入传感器110和输出传感器145接收的信号之间的相干性计算。确定的相干性可以指示两个或更多个信号之间的内聚性或相似性。相干性越高,信号的内聚性越强。相干性越低,信号越不相似,系统100的性能越差。可以使用相干性确定信号是否不稳定。如果相干性或其估计值低于相干性阈值,则控制器105然后可以使用相干性计算动态地调整扬声器输出(例如,噪声消除信号)的各种参数以增加噪声消除过程中的稳定性。以下更详细地描述这种情况。
除此之外或作为另一种选择,控制器105可以与远离控制器105定位的电子数据库(未示出)通信。数据库130可以电存储用于相干稳定性控制系统100的数据和参数以及其他噪声消除参数诸如滤波器系数。在对噪声消除进行任何调整之前,控制器105可以将默认参数或初始设置和调谐参数135应用于控制器105的输出通道。这些初始参数也可以保持在数据库130中。数据库130可以进一步电存储扬声器参数或输出通道参数诸如增益、衰减器设置等,并且保持相干性、阈值和更新的参数137。更新的参数137可以包括不同于默认参数的参数,因为更新的参数137已经基于由相干优化例程139确定的相干值进行了调整。
输入传感器110被配置为向控制器105提供输入信号。输入传感器110可以包括加速度计,该加速度计被配置为检测运动或加速度并且向控制器105提供加速度计信号。加速度信号可以指示车辆加速度、发动机加速度、车轮加速度等。输入传感器110还可以包括被配置为检测噪声的麦克风。
系统100中可以包括至少一个自适应滤波器133,用于向换能器140提供噪声消除信号。自适应滤波器133可以修改有限冲击响应(FIR)滤波器或/和无限冲击响应(IIR)滤波器的滤波器系数,以最小化用于提供噪声消除信号的成本函数。滤波器133可以基于输入和输出信号之间的相干性动态地调整滤波器系数。
换能器140可被配置为在输出通道(未标记)处可听地生成由控制器105提供的音频信号。在一个实例中,换能器140可以包括在机动车辆中。车辆可以包括在整个车辆中布置在各种位置诸如右前、左前、右后和左后的多个扬声器。每个换能器140处的音频输出可以由控制器105控制,并且可以经受噪声消除以及影响其输出的其他参数。在一个实例中,衰减设置可以使一个或多个扬声器静噪。在另一个实例中,一个扬声器处的增益可大于其他增益。这些参数可以响应于某些用户定义的设置和偏好(例如,设置衰减器),以及预设的音频处理效果。换能器140可以提供噪声消除信号以帮助ARNC增加车辆内的声音质量。
输出传感器145可以是布置在辅助路径170上的麦克风,并且可以从换能器140接收音频信号。输出传感器145可以是被配置为将麦克风输出信号传输到控制器105的麦克风。出于噪声消除的目的,麦克风输出信号可被配置作为反馈信号。输出传感器145可被配置为检测输出通道的自谱。输出传感器145可以提供麦克风输出信号,该麦克风输出信号包括指示功率在频率分量中的分布的功率谱。麦克风输出信号可用于确定相干优化例程139处的相干性。输出传感器145还可以在主要路径175接收来自车辆的不期望的噪声诸如道路噪声,并且除了噪声消除信号之外,麦克风输出信号还可以包括不期望的噪声信号177。
图2示出了图1的示例性相干稳定性控制系统100’的实现,其中输出传感器145包括多个传感器145a、145b,如图2所示。第一输出传感器145a和第二输出传感器145b可以是类似于图1的输出传感器145的麦克风。图2的实例可以表示反馈系统。每个输出传感器145a、145b可以在主要路径175上接收具有功率谱的音频信号,并且将指示功率谱的麦克风输出信号传输到控制器105。可以计算由输出传感器145a、145b提供的两个输出信号之间的相干性。
图3示出了用于在控制器105处执行相干性计算的示例框图。相干性计算可以基于从输入传感器110和输出传感器145接收的信号,如图1所示。相干性计算还可以基于从输出传感器145a、145b接收的信号,如图2所示。
部分相干性通常是由特定源识别的信号引起的相干性。在部分相干或普通相干的情况下,可以使用来自第一输入传感器110a和第一输出传感器145a的输入信号借助以下等式确定部分或幅度平方相干性:
Figure GDA0004038407780000051
其中Sii是来自第一输入传感器110a的输入通道的自谱,Soo是第一输出传感器145a的输出通道的自谱,并且Sio是输入和输出通道的交叉波谱。
在多重相干(MC)的情况下,来自多个源的信号包括来自输入传感器110和输出传感器145的信号可用于借助以下等式确定多重相干性:
Figure GDA0004038407780000052
其中Sii是来自输入传感器110的输入通道的自谱,Soo是输出传感器的输出通道的自谱,Sio是输入和输出通道的交叉波谱,并且Soii是具有自谱Soo、交叉波谱Soi和共轭Sio的扩展矩阵。Soii(f)矩阵的行列式取Soo(f)和Sii(f)矩阵的行列式的乘积。
然后,控制器105可以使用相干性作为稳定性度量以确定是否应该调整系统或调谐参数以增加噪声消除的性能。例如,如果相干性低于给定频率的相干性阈值,则控制器105可以减小扬声器输出,或者实际上关闭扬声器输出信号。控制器105还可以在噪声消除等式中移除或停止使用来自输出传感器145的麦克风输出信号。一个示例性相干性阈值可以是0.71,其对应于3dB的潜在噪声降低。这是示例值,并且可以是用于调整噪声消除的任何值。
图4A示出了频率上的相干性的示例性曲线图。图3包括示例性相干性阈值0.71。如果部分或多重相干性下降到给定阈值以下,则可以动态调整对麦克风输出信号有贡献的调谐参数或最终静噪麦克风输出信号。该阈值可以应用于每个频率的离散值,使得可以仅针对特定频率调整参数。在该实例中,在每个离散值低于阈值的情况,系统100、100’可以完全静噪麦克风输出信号。也就是说,为了通过自适应滤波器进行有源噪声消除,可以忽略这些静噪频率的值。
控制器105可以与相干性的变化成比例地线性或非线性地动态调整参数。在一个比例输出信号减小实例中,如果发现相干性为0.5,则麦克风输出信号可以类似地调整增益。例如,消除信号输出电平可以降低50%。通过这样做,相干性可以提高到0.6。然后,在相干性提高到0.6时,噪声消除信号增益可以增加10%。然后,相干性可落在0.71的示例相干性阈值之上。在该实例中,麦克风输出信号上可能存在随时间变化的噪声。通过减小输出信号,还可以减小消除信号处的噪声。随着麦克风输出信号上的噪声改变,参数被更新以保持最佳消除水平并改善相干性。
此外,虽然控制器105可以最初线性地调整参数,但是控制器105可以随后非线性地调整参数以适应相干性的变化或缺乏变化。例如,如果在几次线性调整之后相干性未能增加,则控制器105可以应用非线性调整以影响相干性。
在另一实例中,控制器105可以动态地更新参数步长。在该实例中,可以以给定频率分析每个输入传感器110与每个输出传感器145之间的多重相干性。如果输入传感器110和输出传感器145a、145b在给定频率的多重相干性中的每一个是65%,则步长可以增大或减小例如6%。如果相干性没有由于步长改变而改变,则步长可以再次增加或减少,直到达到相干性阈值或者直到达到计数器/定时器限制。也就是说,如果超过计数器/定时器限制,则控制器105可以静噪或忽略所有换能器的消除信号内的频率。
在实践中,如果步长没有改变,并且如果未达到计数器/定时器限制,则可以更新泄漏参数以努力提高相干性。在该实例中,输入信号的环境变化可导致较差的相干性,并且从而导致相干性低于阈值。为了确保最佳消除,可以更新泄漏参数以补偿输入信号变化。消除信号和主要噪声的改进对准可导致输出传感器中的较低残差,并且可改善相干性。
在又一个实例中,可以动态地更新参数以调整它们的权重。加权参数可以是与来自其他换能器的其他输出信号相比,赋给特定换能器140或一组换能器的麦克风输出信号的权重。响应于给定频率的高相干性例如65%,加权参数可以增加或减少一定量例如6%。如果在调整加权参数时相干性没有改善,则可以动态调整来自其他换能器的其他输出信号的加权参数。通过这样做,可以降低来自具有低相干性的换能器的贡献,并且可以增加具有更高质量输出信号的换能器的贡献。当在输入传感器110或输出传感器145处识别的噪声与给定的一组换能器和输出传感器145之间的较差自然响应耦合时,可能是这种情况。为了不加剧已经存在的噪声,可以通过控制器105动态地减少来自具有较差响应的换能器的贡献。通过调整参数加权,可以优化噪声消除的水平。
可以响应于输入传感器110和输出传感器145之间的部分相干性对加权参数进行调整。此外,可以响应于多个输出传感器145a、145b之间的部分相干性进行调整。在后一实例中,多个输出传感器145a、145b可以布置在车辆的相同区域中,但是一个可以具有显著较差的响应,因此降低了相干性。
上述调整是示例性的,并且可以基于相干性值进行其他调整。
图4B示出了频率上的参数变化的示例性曲线图。如通过实例所示,当相干性低于相干性阈值时,可以动态地更新参数。在相干性高于相干性阈值的实例中,例如,大约300Hz、580Hz和850Hz,参数可以保持不变。在具有高于相干性阈值的相干性的相应频率处的这些参数的变化量可以设置为0%。可以对与具有低于相干性阈值的相干性的频率相关联的参数进行其他模拟和/或数字调整。
图5示出了稳定性控制系统100、100’的示例过程500。控制器105可被配置为执行过程500,但是也可以包括单独的控制器、处理器、计算装置等以执行过程500。
过程500可以在框505开始,其中控制器105可以经由来自输入传感器110的输入信号和/或来自输出传感器145的麦克风输出信号接收传感器数据。如上所述,传感器数据可以包括来自从输入传感器110接收的指示加速度或运动的输入信号的传感器数据。传感器数据还可以包括来自从输出传感器145接收的指示主要噪声和来自换能器140的噪声信号的麦克风输出信号或麦克风信号的输出传感器数据。
在框510处,控制器105可基于传感器数据确定相干性。例如,该相干性可以是用于检查加速度信号和麦克风信号之间的关系的部分或多重相干性。这在上面参考图2和图3进行了描述。相干性可以是输入传感器110和输出传感器145之间的相干性,或者是多个输出传感器145a、145b之间的相干性。
在框515处,控制器105可确定相干性是否超过相干性阈值。相干性阈值可以对应于3dB的潜在噪声降低。可以选择3dB,至少部分地因为小于3dB的值不是可察觉的变化。因此,相干性阈值可以约为0.71。然而,可以基于特定系统或期望输出使用更高或更低的阈值。如果相干性等于或低于相干性阈值,则过程500前进到框520。如果超过相干性阈值,则过程500前进到框525。
在框520处,响应于相干性不超过或低于相干性阈值,控制器可以识别相干性低于阈值的频率。如上所述,阈值被应用于每频率的离散相干值。
在框530处,控制器可以动态地更新与识别的频率相关联的输出参数。该参数可以改变麦克风输出信号以进行噪声消除。
在框540处,控制器105可以保持在系统启动时发起的时间值。该时间值可以包括每次确定相干性值时由循环计数器递增的计数值。时间值可以附加地或另选地包括指示自系统启动以来的时间的时钟时间。计数值可以是整数值,而时钟时间可以保持以毫秒为单位的运行时钟时间。
在框545处,控制器105可确定是否超过预先确定的时间阈值。该时间阈值可以保持整数值和/或时间值。如果框540的计数值或时钟时间超过时间阈值,则过程500前进到框550。如果计数值或时钟时间未超过时间阈值,则过程500前进到框555。
在框550处,响应于超过该时间阈值,控制器105可以指示麦克风输出信号被静噪(例如,排除麦克风输出信号影响任何参数更新)。在该实例中,特定频率处的相干性可被认为在长时间内(例如,超过时间阈值)不稳定。
在框555处,响应于未超过时间阈值,控制器105保留更新的参数并将其存储在数据库130中。然后使用更新的参数生成噪声消除信号,然后过程500返回到框510。
因此,本文描述了稳定性系统,其中使用参考信号和反馈信号之间的相干性识别来自车辆的音频系统的不稳定性或失真。这种不稳定性可能会影响ARNC系统的性能。在一些情况下,如果相干性降至预定义的阈值以下,稳定性系统将降低扬声器输出。在其他情况下,稳定性系统可以响应于相干性被分类为在一段时间内不稳定而关闭或静噪输出信号。当覆盖其中一个传感器(例如,麦克风)时,或者当识别到风噪声时,这可能是有帮助的。
虽然这里描述了道路噪声和结构噪声,但是稳定性系统也可以应用于发动机谐波消除、空气传播噪声、航空声学、风扇、部件级噪声等。此外,尽管针对车辆进行了描述,但是该系统也可以适用于其他情况、产品和场景。在本文讨论的实例中,可以计算或估计相干性以努力减少处理时间。
本公开的实施方案通常提供多个电路、电气装置和至少一个控制器。所有对电路、至少一个控制器和其他电气装置以及由它们各自提供的功能的提及不旨在受限于仅涵盖本文中所示和所述的内容。虽然特定标记可分配给所公开的各种电路、控制器和其他电气装置,但是这些标记并不旨在限制各种电路、控制器和其他电气装置的操作范围。这些电路、控制器和其他电气装置可以基于所期望的特定类型的电气实现方式彼此组合和/或以任何方式被分离。
应认识到,如本文公开的任何控制器可以包括任何数量的微处理器、集成电路、存储器装置(例如,闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或它们的其他合适的变体)和软件,它们彼此协作以执行本文公开的操作。此外,如所公开的任何控制器可利用任一个或多个微处理器来执行计算机程序,所述计算机程序体现在被编程来执行任何数量的如所公开的功能的非暂态计算机可读介质中。此外,如本文中提供的任何控制器包括外壳和定位在外壳内的不同数量的微处理器、集成电路和存储器装置(例如,闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))。如所公开的控制器还包括基于硬件的输入和输出,其用于分别从如本文中讨论的其他基于硬件的装置接收数据以及向其传输数据。
关于本文描述的过程、系统、方法、启发等,应当理解,虽然此类过程等的步骤等已被描述为按照特定的顺序发生,但是此类过程可被以不同于本文所述顺序的顺序所执行的所述步骤来实践。还应理解,可同时执行某些步骤、可添加其他步骤,或者可省略本文所描述的某些步骤。换句话讲,本文对过程的描述是出于说明某些实施方案的目的而提供的,并且绝不应当被解释为限制权利要求。
虽然上文描述了示例性实施方案,但并不意味着这些实施方案描述本发明的所有可能形式。相反,说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语,并且应理解,可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外,可将各种实现实施方案的特征组合,以形成本发明的另外的实施方案。

Claims (20)

1.一种用于车辆音频系统的基于相干性的动态稳定性控制系统,其包括:
至少一个输出传感器,所述至少一个输出传感器被配置为传输包括噪声消除信号和不期望的噪声信号的输出信号;
至少一个输入传感器,所述至少一个输入传感器被配置为传输指示车辆的加速度的输入信号;以及
处理器,所述处理器被编程为:
基于至少一个参数控制换能器输出所述噪声消除信号;
接收所述输入信号和所述输出信号;
确定所述输入信号和所述输出信号之间的相干性;
确定所述相干性是否超过预定义的相干性阈值;
调整所述至少一个参数以生成调整的参数;以及
响应于所述相干性未超过所述预定义的相干性阈值,基于所述调整的参数控制所述换能器输出更新的噪声消除信号。
2.如权利要求1所述的系统,其中基于所述相干性迭代地更新所述调整的参数,直到所述相干性超过所述预定义的相干性阈值。
3.如权利要求2所述的系统,其中所述调整的参数包括所述噪声消除信号的增益,并且其中所述处理器被进一步编程为减小所述增益以降低所述噪声消除信号处存在的噪声。
4.如权利要求2所述的系统,其中所述调整的参数包括泄漏参数。
5.如权利要求2所述的系统,其中所述调整的参数包括步长,并且其中所述处理器被进一步编程为增大或减小所述步长。
6.如权利要求1所述的系统,其中所述处理器被进一步编程为确定自接收到所述输出信号以来的时间是否超过预先确定的时间阈值。
7.如权利要求6所述的系统,其中所述处理器被进一步编程为在不基于所述输出信号调整所述至少一个参数的情况下生成所述噪声消除信号。
8.如权利要求6所述的系统,其中所述处理器被进一步编程为存储所述调整的参数,以及基于所述调整的参数生成所述噪声消除信号。
9.一种用于执行车辆音频系统的动态稳定性控制的方法,其包括:
基于至少一个默认参数,控制换能器输出噪声消除信号;
接收至少一个参考信号和反馈信号,所述参考信号指示车辆的加速度,所述反馈信号包括所述噪声消除信号和不期望的噪声信号;
确定所述参考信号和所述反馈信号之间的相干性;
确定所述相干性是否超过预定义的相干性阈值;
通过动态地调整所述至少一个默认参数生成至少一个更新的参数;以及
响应于所述相干性未超过所述预定义的相干性阈值,基于所述至少一个更新的参数提供更新的噪声消除信号。
10.如权利要求9所述的方法,其中基于所述相干性迭代地更新所述至少一个更新的参数,直到所述相干性超过所述预定义的相干性阈值。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述至少一个更新的参数包括所述噪声消除信号的增益,并且还包括减小所述增益以降低所述噪声消除信号处存在的噪声。
12.如权利要求10所述的方法,其中所述至少一个更新的参数包括泄漏参数。
13.如权利要求10所述的方法,其中所述至少一个更新的参数包括步长,并且还包括增加所述步长以增加所述相干性。
14.如权利要求9所述的方法,其还包括确定自接收到所述反馈信号以来的时间是否超过预先确定的时间阈值。
15.如权利要求14所述的方法,其还包括在不基于所述反馈信号更新所述至少一个更新的参数的情况下生成所述噪声消除信号。
16.如权利要求14所述的方法,其还包括存储所述至少一个更新的参数,以及基于所述至少一个更新的参数生成所述噪声消除信号。
17.一种用于车辆音频系统的基于相干性的动态稳定性控制系统,其包括:
换能器,以及
耦接到所述换能器的处理器,所述处理器被编程为:
基于至少一个默认参数控制所述换能器输出噪声消除信号;
接收至少一个参考信号和反馈信号,所述参考信号指示车辆的加速度,所述反馈信号包括所述噪声消除信号和不期望的噪声信号;
确定所述参考信号和所述反馈信号之间的相干性;
确定所述相干性是否超过预定义的相干性阈值;
通过动态地调整所述至少一个默认参数生成至少一个更新的参数;以及
响应于所述相干性未超过所述预定义的相干性阈值,基于所述至少一个更新的参数提供更新的噪声消除信号。
18.如权利要求17所述的系统,其中基于所述相干性迭代地更新所述至少一个更新的参数,直到所述相干性超过所述预定义的相干性阈值。
19.如权利要求18所述的系统,其中所述至少一个更新的参数包括所述噪声消除信号的增益,并且其中所述处理器被进一步编程为减小所述增益以降低所述噪声消除信号处存在的噪声。
20.如权利要求17所述的系统,其中所述处理器被进一步编程为确定自接收到所述反馈信号以来的时间是否超过预先确定的时间阈值,以及在不基于所述反馈信号更新所述至少一个更新的参数的情况下生成所述噪声消除信号。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10410620B1 (en) 2018-08-31 2019-09-10 Bose Corporation Systems and methods for reducing acoustic artifacts in an adaptive feedforward control system
US10741165B2 (en) 2018-08-31 2020-08-11 Bose Corporation Systems and methods for noise-cancellation with shaping and weighting filters
US10629183B2 (en) 2018-08-31 2020-04-21 Bose Corporation Systems and methods for noise-cancellation using microphone projection
US10706834B2 (en) 2018-08-31 2020-07-07 Bose Corporation Systems and methods for disabling adaptation in an adaptive feedforward control system
US10580399B1 (en) * 2018-11-30 2020-03-03 Harman International Industries, Incorporated Adaptation enhancement for a road noise cancellation system
US10586524B1 (en) * 2019-03-29 2020-03-10 Bose Corporation Systems and methods for detecting divergence in an adaptive system
EP3994682B1 (en) * 2019-07-02 2024-05-01 Harman Becker Automotive Systems GmbH Automatic noise control
US11217221B2 (en) * 2019-10-03 2022-01-04 GM Global Technology Operations LLC Automotive noise mitigation
CN114746933A (zh) * 2019-10-07 2022-07-12 Ask工业有限公司 用于对发动机阶次消除装置的至少一个运行参数可自动或自动调谐的方法
US11164557B2 (en) 2019-11-14 2021-11-02 Bose Corporation Active noise cancellation systems with convergence detection
US11380298B2 (en) 2020-02-05 2022-07-05 Bose Corporation Systems and methods for transitioning a noise-cancellation system
US11670277B1 (en) * 2021-11-30 2023-06-06 Harman International Industries, Incorporated System and method for providing frequency dependent dynamic leakage for a feed forward active noise cancellation (ANC)
US20230252967A1 (en) * 2022-02-04 2023-08-10 Harman International Industries, Incorporated Road noise cancellation shaping filters
CN115217696B (zh) * 2022-07-01 2024-03-01 奇瑞汽车股份有限公司 噪声控制方法、装置以及车辆制造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06250672A (ja) * 1993-02-23 1994-09-09 Hitachi Ltd 能動型騒音制御装置
JPH07248784A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
CN1953060A (zh) * 2006-11-24 2007-04-25 北京中星微电子有限公司 一种麦克风回声消除装置及回声消除方法
JP2007219262A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 能動振動騒音制御装置
JP2008070878A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Aisin Seiki Co Ltd 音声信号前処理装置、音声信号処理装置、音声信号前処理方法、及び音声信号前処理用のプログラム
CN101867355A (zh) * 2009-04-17 2010-10-20 哈曼国际工业有限公司 使用无限脉冲响应滤波器的有源噪声控制系统
CN103718538A (zh) * 2011-05-17 2014-04-09 谷歌公司 用于实现声学回声消除的非线性后期处理
CN104616667A (zh) * 2014-12-02 2015-05-13 清华大学 一种用于汽车内的主动降噪方法
CN105593927A (zh) * 2013-08-22 2016-05-18 伯斯有限公司 正弦有源噪声降噪系统中的不稳定性检测和校正
CN105593928A (zh) * 2013-09-03 2016-05-18 伯斯有限公司 引擎谐波消除系统余辉减轻

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06110474A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 消音装置
JP2007002393A (ja) 2005-05-26 2007-01-11 Yamaha Motor Co Ltd 消音ヘルメット、これを備えた車両システム、およびヘルメット内騒音消音方法
EP1727131A2 (en) * 2005-05-26 2006-11-29 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Noise cancellation helmet, motor vehicle system including the noise cancellation helmet and method of canceling noise in helmet
US8319620B2 (en) * 2008-06-19 2012-11-27 Personics Holdings Inc. Ambient situation awareness system and method for vehicles
GB2499978B (en) 2012-01-20 2014-11-05 Jaguar Land Rover Ltd Active road noise control system
JP6015279B2 (ja) * 2012-09-20 2016-10-26 アイシン精機株式会社 ノイズ除去装置
US9318092B2 (en) * 2013-01-29 2016-04-19 2236008 Ontario Inc. Noise estimation control system
US9402132B2 (en) 2013-10-14 2016-07-26 Qualcomm Incorporated Limiting active noise cancellation output
US9489963B2 (en) * 2015-03-16 2016-11-08 Qualcomm Technologies International, Ltd. Correlation-based two microphone algorithm for noise reduction in reverberation
US9430676B1 (en) * 2015-03-17 2016-08-30 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Processor related noise encryptor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06250672A (ja) * 1993-02-23 1994-09-09 Hitachi Ltd 能動型騒音制御装置
JPH07248784A (ja) * 1994-03-10 1995-09-26 Nissan Motor Co Ltd 能動型騒音制御装置
JP2007219262A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd 能動振動騒音制御装置
JP2008070878A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Aisin Seiki Co Ltd 音声信号前処理装置、音声信号処理装置、音声信号前処理方法、及び音声信号前処理用のプログラム
CN1953060A (zh) * 2006-11-24 2007-04-25 北京中星微电子有限公司 一种麦克风回声消除装置及回声消除方法
CN101867355A (zh) * 2009-04-17 2010-10-20 哈曼国际工业有限公司 使用无限脉冲响应滤波器的有源噪声控制系统
CN103718538A (zh) * 2011-05-17 2014-04-09 谷歌公司 用于实现声学回声消除的非线性后期处理
CN105593927A (zh) * 2013-08-22 2016-05-18 伯斯有限公司 正弦有源噪声降噪系统中的不稳定性检测和校正
CN105593928A (zh) * 2013-09-03 2016-05-18 伯斯有限公司 引擎谐波消除系统余辉减轻
CN104616667A (zh) * 2014-12-02 2015-05-13 清华大学 一种用于汽车内的主动降噪方法

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Publication number Publication date
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