CN113924615A - 噪声消除系统中的主动声音管理 - Google Patents

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CN113924615A CN202080035301.1A CN202080035301A CN113924615A CN 113924615 A CN113924615 A CN 113924615A CN 202080035301 A CN202080035301 A CN 202080035301A CN 113924615 A CN113924615 A CN 113924615A
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S·法拉巴克什
D·D·克鲁格
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Abstract

本公开提供了接收表示要降低的噪声的参考信号并且基于该参考信号提供噪声消除信号的噪声消除系统和方法。一些示例包括表示环境中的残余噪声的反馈信号。基于与环境相关联的旋转设备(诸如车辆的引擎)的旋转速率对该参考信号、该噪声消除信号或该反馈信号中的至少一者进行滤波以移除分量。因此，该噪声消除系统可以不干扰与引擎相关的声音。

Description

噪声消除系统中的主动声音管理
相关申请的交叉引用
本专利申请涉及2019年4月1日提交的标题为“ACTIVE SOUND MANAGEMENT INNOISE CANCELATION SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/827,554，并且要求该美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请全文并入本文以用于所有目的。
背景技术
示例性道路噪声消除(RNC)系统可生成旨在抵消道路噪声的音频信号，并且可在车辆中的各个位置处使用加速度计来提供道路噪声参考源。反馈麦克风可监测车辆车厢内产生的声能，并且调整道路噪声消除系统的各种操作特性，诸如自适应前馈滤波器等。另外，主动声音管理(ASM)系统可操作以增强或以其他方式改变车辆操作的感知声音，诸如通过引擎谐波消除(EHC)和/或引擎谐波增强(EHE)(统称为EHx)。在各种示例中，由ASM系统或RNC系统生成的信号可相互作用，诸如任一系统均可使得另一个系统改变操作。例如，由ASM系统生成的主动声音可被RNC系统感知为道路噪声，使得RNC系统可尝试降低ASM系统正主动操作以生成的声音。如果RNC系统的加速度计拾取引擎振动，则此类影响可能进一步加重。因此，需要解决或减少ASM和RNC系统的相互作用。
发明内容
本文所公开的系统和方法涉及噪声消除系统、方法和应用，该噪声消除系统、方法和应用从由噪声消除系统操作的各种信号中移除所选择的信号分量，诸如与引擎的旋转相关的那些信号分量，以允许该噪声消除系统在不干扰与引擎相关的声学声音的情况下操作。
根据一个方面，提供了一种噪声消除方法，该方法包括接收表示要降低的噪声的参考信号，基于该参考信号提供噪声消除信号，接收表示该环境中的残余噪声的反馈信号，以及基于与该环境相关联的旋转设备的旋转速率来对该参考信号、该噪声消除信号或该反馈信号中的至少一者进行滤波。
在各种示例中，基于旋转设备的旋转速率对该参考信号、该噪声消除信号或该反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于该旋转速率的变化来滤除频率带宽。
一些示例包括确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，以及将该第一旋转速率和该第二旋转速率之间的差值确定为该旋转速率的变化。
在某些示例中，该频率带宽的范围与该旋转速率的变化的范围线性相关。
在各种示例中，基于旋转设备的旋转速率对该参考信号、该噪声消除信号或该反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于该旋转速率的变化率来滤除频率带宽。
在一些示例中，基于旋转设备的旋转速率对该参考信号、该噪声消除信号或该反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于该旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。在某些示例中，该频率可以是该旋转速率的谐波。
根据另一个方面，提供了一种噪声消除系统，该噪声消除系统包括：噪声传感器，该噪声传感器被配置为提供表示要在环境中降低的噪声的参考信号；控制器，该控制器耦接到该噪声传感器以接收该参考信号并且基于该参考信号提供噪声消除信号；换能器，该换能器耦接到该控制器以将该噪声消除信号转换成该环境中的声学信号；以及滤波器，该滤波器耦接到该控制器，该滤波器基于与该环境相关联的旋转设备的旋转速率来对所选择的信号进行滤波。
一些示例包括反馈传感器，该反馈传感器提供表示该环境中的残余噪声的反馈信号，并且所选择的信号为该参考信号、该噪声消除信号和该反馈信号中的至少一者。
在各种示例中，基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于该旋转速率的变化来滤除频率带宽。
在一些示例中，该控制器确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，并且将该第一旋转速率和该第二旋转速率之间的差值确定为该旋转速率的变化。
在某些示例中，该频率带宽的范围与该旋转速率的变化的范围线性相关。
在各种示例中，基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于该旋转速率的变化率来滤除频率带宽。
在一些示例中，基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于该旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。
根据另一方面，提供了一种其上存储有指令的非暂态计算机可读介质，该指令在由合适的处理器执行时使得该处理器执行方法，该方法包括：接收表示要在环境中降低的噪声的参考信号；基于该参考信号提供噪声消除信号；以及基于与该环境相关联的旋转设备的旋转速率来对所选择的信号进行滤波。
在一些示例中，该处理器还接收表示该环境中的残余噪声的反馈信号，并且所选择的信号为该参考信号、该噪声消除信号和该反馈信号中的至少一者。
在各种示例中，基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于该旋转速率的变化来滤除频率带宽。
在一些示例中，该处理器可确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，并且将该第一旋转速率和该第二旋转速率之间的差值确定为该旋转速率的变化。
在某些示例中，该频率带宽的范围与该旋转速率的变化的范围线性相关。
在某些示例中，基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于该旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。
以下仍然详细讨论了这些示例性方面和示例的其他方面、示例和优点。本文所公开的示例可以与本文所公开的至少一个原理一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选的示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不一定互相排斥，并且旨在指示所述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现未必全都指代相同的示例。
附图说明
下面参考附图讨论至少一个示例的各个方面，这些附图并非旨在按比例绘制。包括附图以提供对各个方面和示例的例证和进一步理解，并且附图并入本说明书且构成本说明书的一部分，但并非旨在作为本发明的限制的定义。在附图中，在各种图中示出的相同或几乎相同的部件可以类似的参考符号或数字表示。为清楚起见，并不是在每个图中给每个部件都注上标记。在附图中：
图1是示例性道路噪声消除系统的示意性框图；
图2是可与图1的道路噪声消除系统相关联的示例性信号流的示意性框图；
图3是示例性音频系统的示意性框图；
图4是另一示例性音频系统的示意性框图；
图5是陷波滤波器的示例性传递函数的曲线图；
图6是一组示例性滤波器极点和零点的曲线图；并且
图7是ΔRPM与陷波滤波器带宽之间的示例性关系的曲线图。
具体实施方式
噪声消除系统尝试在声学上降低(或“消除”)声学空间中的各种声音。例如，在车辆中，道路噪声消除(RNC)系统可尝试降低或“跟随”车辆车厢中的道路噪声。主动声音管理(ASM)系统，诸如引擎谐波消除(EHC)和引擎谐波增强(EHE)系统，尝试调整与车辆的操作相关的引擎(或其他旋转设备)的声音。本公开的各方面涉及系统和方法，该系统和方法适于在车辆中使用以移除或减少噪声消除系统的所选择信号分量(诸如与引擎或其他旋转设备相关的信号分量)，使得噪声消除系统将不跟随或尝试减少所选择的信号分量。
例如，在没有本公开的有益效果的情况下，RNC系统可更改或降低车厢中的引擎声音，这可为不期望的。当RNC系统和EHE系统并行操作时，RNC系统可尝试消除EHE系统正在生成的引擎谐波，尤其是在来自加速度计的参考信号包含这些谐波的情况下。当RNC系统和EHC系统并行操作时，由于两个自适应系统均尝试消除各种引擎谐波，因此可能对稳定性产生不利影响。
本文所公开的各种示例从RNC系统的各种信号中滤除(例如，移除)引擎谐波。在各种示例中，待移除的引擎谐波可通过RPM信息和/或从EHx系统识别。在各种示例中，此类滤波器可直接应用于一个或多个参考信号、一个或多个扬声器信号(也称为扬声器命令或命令信号)、一个或多个误差或反馈信号(例如来自反馈麦克风)或这些信号的任何组合。
本文讨论的方法和装置的示例不限于应用到以下描述中列出的或附图中示出的构造细节和部件布置。这些方法和装置能够在其他示例中实施，并且能够以各种方式操作或执行。本文提供的具体实施的示例仅出于进行示意性的目的，并非旨在进行限制。具体地讲，结合任何一个或多个示例所讨论的功能、部件、元件和特征并不旨在被排除在任何其他示例中的类似作用之外。
本文所公开的示例可以与本文所公开的至少一个原理一致的任何方式与其他示例组合，并且对“示例”、“一些示例”、“另选的示例”、“各种示例”、“一个示例”等的引用不一定互相排斥，并且旨在指示所述的特定特征、结构或特性可包括在至少一个示例中。本文中此类术语的出现未必全都指代相同的示例。
此外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。以单数形式提及的对本文系统和方法的示例、部件、元件、动作或功能的任何引用也可涵盖包括复数的实施方案，并且以复数形式对本文任何示例、部件、元件、动作或功能的任何引用也可涵盖仅包括单数的示例。因此，单数或复数形式的引用并非旨在限制本发明所公开的系统或方法、它们的部件、动作或元件。本文使用“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变型形式旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加的项目。对“或”的引用可以被理解为是包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示所述术语中的单个、多于一个和全部中的任何一种。对前和后、左和右、顶部和底部、上部和下部以及垂直和水平的任何引用是为了便于描述，而不是为了将本系统和方法或它们的部件限制成任何一个位置或空间取向。
图1是可执行标准计算的示例性噪声消除系统100的示意图。噪声消除系统100可被配置为与预定义体积104(诸如车辆车厢)内的至少一个消除区102中的非期望声音进行相消干涉。在高电平下，噪声消除系统100的一个实施方案可包括参考传感器106、反馈传感器108、换能器110和控制器112。
在一个实施方案中，参考传感器106被配置为生成表示预定义体积104内的非期望声音或非期望声音的来源的参考信号114。例如，如图1所示，参考传感器106可以是安装到车辆结构116并且被配置为检测通过该车辆结构传输的振动的加速度计。通过车辆结构116传输的振动由该结构转换成车辆车厢内的非期望声音(被感知为道路噪声)，因此安装到该结构的加速度计提供表示非期望声音的信号。虽然图1的噪声消除系统100仅示出了具有单个参考传感器106的示例，但各种示例可以包括多个参考传感器106。
换能器110可为例如分布在围绕预定义体积的周边的离散位置的扬声器。在一个示例中，可将四个或更多个扬声器设置在车辆车厢内，该四个扬声器中的每个扬声器位于该车辆的相应门内并且被配置为将声音投射到车辆车厢内。在另选的实施方案中，扬声器可位于头枕内或车辆车厢内的其他位置。
噪声消除信号118可由控制器112生成并提供给预定义体积中的一个或多个扬声器，该一个或多个扬声器将噪声消除信号118转换为声能(即，声波)。由于噪声消除信号118所产生的声能与消除区102内的非期望声音大约180°异相，并且因此与该非期望声音进行相消干涉。从噪声消除信号118生成的声波与预定义体积中的非期望噪声的组合带来非期望噪声的消除，这由消除区中的收听者所感知。
设置在预定义体积内的反馈传感器108基于对残余噪声的检测来生成反馈信号120，该残余噪声由从噪声消除信号118生成的声波和消除区中的非期望声音的组合产生。反馈信号120作为反馈提供给控制器112，反馈信号120表示未被噪声消除信号以及其他声能消除的残余噪声。误差传感器108可以是例如安装在车辆车厢内(例如，车顶、头枕、支柱或车厢内的其他位置)的至少一个麦克风。
应当指出的是，消除区可远离反馈传感器108定位。在这种情况下，反馈信号120可被转换以表示对消除区中的残余噪声的估计。
在一个实施方案中，控制器112可包括非暂态存储介质122和处理器124。在一个实施方案中，非暂态存储介质122可存储程序代码，该程序代码在由处理器124执行时实现下述各种滤波器和算法。控制器112可在硬件和/或软件中实现。例如，控制器可由SHARC浮点DSP处理器实现，但应当理解，控制器也可由任何其他处理器、FPGA、ASIC或其他合适的硬件实现。
转到图2，其示出了噪声消除系统100的一个实施方案的框图，该噪声消除系统包括由控制器112实现的滤波器部件。如图所示，控制器112可限定包括自适应滤波器126和自适应处理模块128的控制系统。
自适应滤波器126被配置为接收参考传感器106的参考信号114并生成噪声消除信号118。如上所述，噪声消除信号118被输入到换能器110，在该换能器处，该噪声消除信号被转换成噪声消除音频信号，该噪声消除音频信号与预定义消除区102中的非期望声音进行相消干涉。自适应滤波器126可被实现为任何合适的线性滤波器，诸如多输入多输出(MIMO)有限脉冲响应(FIR)滤波器。自适应滤波器126采用一组系数，该组系数响应于参考信号114定义噪声消除信号118并且可被调整以适应车辆响应于道路输入(或非车辆噪声消除环境中的其他输入)的变化行为。
对自适应滤波器126的系数的调整可由自适应处理模块128执行，该自适应处理模块接收反馈信号120和参考信号114作为输入，并且使用这些输入生成滤波器更新信号130。滤波器更新信号130是对在自适应滤波器126中实现的滤波器系数的更新。由经更新的自适应滤波器126产生的噪声消除信号118将使反馈信号120(或其投射或转换)最小化，并且因此降低消除区中的非期望噪声。
图3示出了示例性音频系统300，该音频系统包括噪声消除系统100，例如作为子系统，并且还包括主动声音管理系统310以提供可由换能器110转换的附加音频信号。各种示例可包括附加音频源，诸如娱乐、导航和驾驶员警告系统，这些系统提供也将由换能器110转换的音频信号。
主动声音管理系统310可提供将由声换能器110渲染的一个或多个主动声音信号314。主动声音管理系统310的示例可包括各种声音降低或增强系统，诸如引擎和/或变速器谐波消除和/或增强。此类系统可生成用于增强或降低引擎和动力传动系统、无级变速器、电动车辆等的内部声学特征的声音，并且/或者模拟或掩蔽各种声学特性以产生与车辆的操作相关的不同声学体验。
在各种示例中，被降低或增强的声音可与引擎或动力传动系统谐波相关，并且此类系统通常可被称为引擎谐波消除(EHC)和/或引擎谐波增强(EHE)系统。此类系统也可以指增强或降低与谐波无关的车辆声音或创建新声音的系统，诸如用于创建诸如回火、灭火、爆裂声音效果等声音效果的声音生成器。此外，例如主动声音管理系统310可创建声学环境，该声学环境旨在使一种声音听起来像另一种声音，诸如使电动车辆听起来像汽油车辆，或者使无级变速器听起来像换档等，或者产生一种全新的机械声音。
主动声音管理系统可接收任何数量的输入信号312。用于EHE/EHC系统的示例性输入信号312可包括任何车辆旋转设备(诸如引擎、变速器、车轮等)的每分钟转数(RPM)、扭矩、负载、温度等的指示，或可作为产生增强或消除声音的基础的任何车辆设备的其他操作条件(例如，油门踏板或控件的位置、制动踏板或控件的位置、方向盘位置、档位和/或档位改变或其他操作者控制输入)。
在各种示例中，主动声音信号314与噪声消除信号118组合以由换能器110进行转换。在其他示例中，主动声音信号314和噪声消除信号118可由单独的换能器110转换。在任一种情况下，反馈传感器108检测环境中可由噪声消除信号118和主动声音信号314中的每一者贡献的声能。如上所述，主动声音信号314的分量可与车辆的引擎谐波和/或旋转设备的其他部分(诸如动力传动系统和/或车轮)的谐波相关。另外，参考传感器106可检测与这些谐波相关的振动，使得参考信号114中的分量也与这些谐波相关。因此，噪声消除系统100可跟随这些谐波分量以尝试减少它们在车辆车厢中的存在，而主动声音管理系统310可尝试增加车辆车厢中的这些谐波分量。因此，这两个系统可能在最佳的情况下相互对抗地工作。噪声消除系统和活动声音管理系统中的每一者还可包括自适应操作，因此这两个系统可能在最坏的情况下造成彼此的不稳定性。
图4示出了根据具体实施的包括来自音频系统300的示例性变型的示例性音频系统400，其用于解决噪声消除系统100的可能改变车辆的引擎或其他旋转设备的声音的操作。因此，图4的示例性音频系统400还可以解决噪声消除系统100和主动声音管理系统310之间的相互作用。在各种示例中，基于RPM 450配置的一个或多个陷波滤波器对反馈信号120、参考信号114、噪声消除信号118或这些信号的组合中的至少一者进行操作。例如，可包括滤波器410来修改反馈信号120以移除与RPM 450相关的谐波分量。另选地或除此之外，可包括滤波器420来修改参考信号114以移除与RPM 450相关的谐波分量。除了滤波器410、420中的任一者或两者之外或代替滤波器410、420中的任一者或两者，可包括滤波器430来修改噪声消除信号118以移除与RPM 450相关的谐波分量。滤波器410、420、430中的任何一者或多者可以减小噪声消除系统100对与RPM 450相关的移除谐波分量的影响。
例如，滤波器410从反馈信号120中移除谐波分量，从而有效地使得噪声消除系统100在其并未移除谐波分量的情况下认为已成功地移除了谐波分量。滤波器420从参考信号114中移除谐波分量，从而有效地使得噪声消除系统100认为谐波分量不是要处理的噪声源。滤波器430从噪声消除信号118中移除谐波分量，从而有效地阻止噪声消除系统100影响车辆车厢中的谐波分量。
各个滤波器位置中的每个滤波器位置都有可能降低噪声消除系统100的性能或导致不稳定性。例如，对参考信号114进行滤波可促进噪声消除系统100提高谐波频率下的自适应滤波器值。对噪声消除信号118进行滤波可导致系统中的不稳定性，因为其改变了次级路径。为了克服这些挑战，并且在各种示例中，谐波滤波器410、420、430被设计成尽可能窄以实现期望分量移除。
当RPM快速变化(例如，精神饱满驾驶的场景)时，此类滤波方面的挑战将出现，在此期间引擎谐波可能偏离其窄带性质，因此可能无法用窄陷波滤波器来包含。如果该偏差未被考虑，则噪声消除系统可能改变引擎声音，这在例如需要增强的引擎声音时的确切时刻，诸如在当RPM快速变化时的快速加速期间可能是特别不期望的。
根据本文所公开的各种示例调整噪声消除系统中的一个或多个信号路径位置处的一个或多个陷波滤波器。陷波滤波器频率和带宽基于车辆操作参数，诸如RPM、RPM变化和扭矩。滤波器例如可以是简单的IIR滤波器，其极点和零点通过引擎谐波频率和RPM变化率来选择。在各种示例中，对谐波分量的滤波降低不需要很深。例如，降低10dB或更少可能是足够的，因为由RNC在车厢中回放的弱化谐波可被实际引擎声音和/或主动声音管理系统掩蔽。
根据一些示例，陷波滤波器430对噪声消除信号118操作，陷波可以被制得足够窄，使得无法观察到稳定性问题，例如，陷波滤波器430可以被设计成移除噪声消除系统无法适应这样的频率分辨率/粒度水平的频谱中足够窄的部分。
在某些示例中，次级路径是已知的，并且可将被滤除的信号的投射添加到反馈信号，以便防止RNC系统在这些频率下提高增益。
在各种示例中，可级联多个陷波滤波器以移除多个谐波。
图5示出了示例性陷波滤波器的传递函数500，例如，该陷波滤波器可以是滤波器410、420、430中的任一滤波器。陷波滤波器移除(衰减)以中心频率fc为中心并且具有从低频fl延伸到高频fh的陷波带宽510的窄频率范围，在示例性陷波滤波器中，该陷波带宽由在该范围之外的频率下距标称0增益的3dB衰减来限定。在各种示例中，陷波带宽可由其他减小量来限定并且/或者可在中心频率的任一侧上不具有对称响应。
在各种示例中，中心频率与RPM相关，并且陷波带宽510与RPM变化率成比例地相关。当RPM快速变化时，引擎谐波占用更宽的带宽，并且在许多情况下可能更大。当RPM变化时，加宽陷波带宽有助于在这些情况下适当减少谐波。此外，当RPM没有大幅度变化时，变化的陷波带宽在保留RNC信号中的大多数信息方面提供了灵活性。例如，当以基本上恒定的RPM行驶时，较窄的陷波移除较少的信号内容，并且在这种情况下，道路噪声可能是主要噪声源，并且允许噪声消除系统100搜寻尽可能多的噪声频谱。
当车辆以基本上恒定的RPM行驶时，窄陷波带宽510例如通过使陷波滤波器带宽510比自适应滤波器126的频率分辨率更窄来防止自适应滤波器126适应经滤波的谐波水平。在这些情况下，考虑到RPM缓慢变化，在各种示例中，陷波滤波器可以被制成比自适应滤波器126的分辨率窄几个数量级。
当车辆加速或减速并且RPM变化时，更宽广的陷波带宽510适应变化的谐波。在各种示例中，用于较高阶谐波的滤波器传递函数500可具有比用于较低阶谐波更宽广(更宽)的陷波带宽510。例如，五次谐波可表现出比二次谐波更宽的带宽，并且旨在使五次谐波衰减的滤波器传递函数500可具有比旨在使二次谐波衰减的滤波器传递函数更宽的陷波带宽510。另外，陷波滤波器的中心频率根据RPM进行调整，并且因此在这种情况下会发生变化。因此，自适应滤波器126没有时间来适应陷波滤波器(例如，滤波器410、420和/或430)的任何特定操作。
另外，滤波器410、420和/或430中的任一滤波器可以改变其所操作信号的相位。因此，在各种示例中，传递函数500相对较窄，使得陷波滤波器仅引入窄的相位不准确范围。
图6示出了可在各种示例中使用的示例性数字滤波器设计600。滤波器设计600表示二阶滤波器，该二阶滤波器具有在中心频率(其基于旋转速率，例如RPM)下的零点，以及基于旋转速率的变化量或变化率从零点偏移的极点。例如，对于给定的谐波频率fn，以弧度每秒为单位的中心频率ωo可以根据公式1来表示，
Figure BDA0003349352360000111
其中fs为数字系统中的采样频率并且fn为感兴趣的谐波频率，每个频率以相同单位诸如赫兹来表示。相应的极点与零点之间的偏移可以根据公式2来表示，
Figure BDA0003349352360000112
其中带宽BW是如上所述的陷波带宽，以与采样频率fs相同的单位诸如赫兹表示。各种示例基于RPM变化速度的量度来选择带宽BW，下文参考图7更详细地描述了其中的至少一个示例。虽然图6所示的滤波器设计600示出了基本上位于相应的零点与原点之间的线性位置的极点，但实际具体实施可仅大致如图所示放置。滤波器设计600仅仅是可有效地使窄频率范围衰减的滤波器设计的一个示例。
图7示出了用于给定ΔRPM(x轴)的所选择陷波带宽(y轴)的相关性或映射700的一个示例。在该示例中，所选择的陷波带宽与ΔRPM线性相关，但界定在最小带宽和最大带宽之间。在各种示例中，ΔRPM可被理解为例如相对于时间的RPM变化率，因为尽管ΔRPM是在两个不同时间处的RPM差，但在各种示例中，时间差ΔT可保持恒定。例如，在一些示例中，每隔100毫秒可确定ΔRPM的值作为当前RPM值与来自100毫秒前的RPM值之间的差值。在其他示例中，每隔10毫秒可确定ΔRPM的值作为当前RPM值与来自10毫秒前的RPM值之间的差值。在各种示例中，ΔRPM的值可在每10毫秒至100毫秒的范围内确定。
可应用对RPM信号或ΔRPM信号的一些滤波来改善其准确度或平滑度。示例包括平滑滤波(用于降噪)、预测(用于补偿在报告RPM中的车辆延迟)、内推(用于降低噪声)、外推(用于增加预测)或任何其他处理，以增强ΔRPM的准确度。在某些情况下，ΔRPM可直接从模拟信号源计算，诸如包含每次引擎旋转的一定数量的脉冲的信号。
每分钟转数(RPM)是旋转速率的常规量度单位，并且在各种示例中，可基于RPM，或基于除分钟之外的时标，和/或基于其他单位来测量旋转速率。旋转速率的变化可为正的(增加的)或负的(降低的)。在各种示例中，旋转速率的变化的绝对值(或旋转速率的变化率)可被认为是用于选择陷波带宽510的基础。
如上所述，并且根据各种示例，给定滤波器传递函数500的陷波带宽510可取决于陷波滤波器旨在针对的谐波。因此，将ΔRPM映射到陷波带宽510的各种示例可基于其针对的谐波而变化。另外，任何给定谐波的频率带宽可取决于谐波的中心频率，例如，80Hz的1次谐波可具有与80Hz的2次谐波不同的宽度，并且可相应地选择陷波带宽510。
在操作中，各种示例可通过级联两个或更多个陷波滤波器来滤除多个陷波(诸如根据多个谐波)。因此，在各种示例中，滤波器410、420、430中的任一滤波器可以是衰减或移除多个陷波的滤波器，例如，每个滤波器具有其自身的中心频率和陷波带宽。
在各种示例中，陷波滤波器频率和陷波带宽可由主动声音管理系统诸如主动声音管理系统310更直接地控制。主动声音管理系统可确定哪些陷波和带宽最适合于减少噪声消除系统与主动声音管理系统正在管理的声音的相互作用。主动声音管理系统可以或可以不以旋转速率为基础。
虽然上文已经主要相对于车辆引擎描述了各种示例，但是本文的噪声消除系统和方法可以应用于任何旋转设备，诸如电动车辆的马达、动力传动系统、变速器、驱动桥、车轮等。
虽然上文已经相对于车辆描述了各种示例，但是本文公开的噪声消除系统和方法可以应用于其中旋转设备可生成可能需要降低的噪声的任何环境，诸如工业环境、公共交通设备等。
已经在上文描述了至少一个示例的若干方面，应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。此类改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的范围内。因此，上述说明书和附图仅是示例性的，并且本发明的范围应由所附权利要求书的适当构造及其等同内容来确定。

Claims (20)

1.一种降低环境中的噪声的方法，所述方法包括：
接收表示要降低的噪声的参考信号；
基于所述参考信号提供噪声消除信号；
接收表示所述环境中的残余噪声的反馈信号；以及
基于与所述环境相关联的旋转设备的旋转速率对所述参考信号、所述噪声消除信号或所述反馈信号中的至少一者进行滤波。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于旋转设备的旋转速率对所述参考信号、所述噪声消除信号或所述反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于所述旋转速率的变化来滤除频率带宽。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，以及将所述第一旋转速率和所述第二旋转速率之间的差值确定为所述旋转速率的所述变化。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述频率带宽的范围与所述旋转速率的所述变化的范围线性相关。
5.根据权利要求1所述的方法，其中基于旋转设备的旋转速率对所述参考信号、所述噪声消除信号或所述反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于所述旋转速率的变化率来滤除频率带宽。
6.根据权利要求1所述的方法，其中基于旋转设备的旋转速率对所述参考信号、所述噪声消除信号或所述反馈信号中的至少一者进行滤波包括基于所述旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述频率是所述旋转速率的谐波。
8.一种噪声消除系统，包括：
噪声传感器，所述噪声传感器被配置为提供表示要在环境中降低的噪声的参考信号；
控制器，所述控制器耦接到所述噪声传感器以接收所述参考信号并且基于所述参考信号提供噪声消除信号；
换能器，所述换能器耦接到所述控制器以将所述噪声消除信号转换成所述环境中的声学信号；以及
滤波器，所述滤波器耦接到所述控制器，所述滤波器基于与所述环境相关联的旋转设备的旋转速率来对所选择的信号进行滤波。
9.根据权利要求8所述的噪声消除系统，还包括反馈传感器，所述反馈传感器提供表示所述环境中的残余噪声的反馈信号，并且其中所选择的信号为所述参考信号、所述噪声消除信号和所述反馈信号中的至少一者。
10.根据权利要求8所述的噪声消除系统，其中基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于所述旋转速率的变化来滤除频率带宽。
11.根据权利要求10所述的噪声消除系统，其中所述控制器确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，并且将所述第一旋转速率和所述第二旋转速率之间的差值确定为所述旋转速率的所述变化。
12.根据权利要求10所述的噪声消除系统，其中所述频率带宽的范围与所述旋转速率的所述变化的范围线性相关。
13.根据权利要求8所述的噪声消除系统，其中基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于所述旋转速率的变化率来滤除频率带宽。
14.根据权利要求8所述的噪声消除系统，其中基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于所述旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。
15.一种其上存储有指令的非暂态计算机可读介质，所述指令在由合适的处理器执行时使得所述处理器执行方法，所述方法包括：
接收表示要在环境中降低的噪声的参考信号；
基于所述参考信号提供噪声消除信号；以及
基于与所述环境相关联的旋转设备的旋转速率来对所选择的信号进行滤波。
16.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，还包括用于使得所述处理器接收表示所述环境中的残余噪声的反馈信号的指令，其中所选择的信号为所述参考信号、所述噪声消除信号和所述反馈信号中的至少一者。
17.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于所述旋转速率的变化来滤除频率带宽。
18.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，还包括用于使得所述处理器执行下述操作的指令：确定在第一时间处的第一旋转速率，确定在第二时间处的第二旋转速率，以及将所述第一旋转速率和所述第二旋转速率之间的差值确定为所述旋转速率的所述变化。
19.根据权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中所述频率带宽的范围与所述旋转速率的所述变化的范围线性相关。
20.根据权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中基于旋转设备的旋转速率对所选择的信号进行滤波包括基于所述旋转速率来滤除以频率为中心的频率陷波。
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