DE102019127820A1 - Geräuschunterdrückungssysteme mit gleichzeitiger obertonfilterung - Google Patents

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Jonathan Christian
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Abstract

Ein Geräuschunterdrückungssystem mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem kann mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, Referenzsignale zu übertragen, und mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, mindestens zwei schmalbandige Eingangssignale zu übertragen, beinhalten, wobei jedes der Eingangssignale Obertongeräusche beinhaltet. Das System kann einen Prozessor beinhalten, der programmiert ist zum Empfangen der Referenzsignale, wobei die Referenzsignale mindestens zwei schmalbandige Referenzsignale beinhalten, Empfangen der schmalbandigen Eingangssignale, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, und Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen, um zu verhindern, dass gemeinsamer Obertoninhalt an beiden Referenzsignalen während der Anpassung des Algorithmus vorliegt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Hierin sind Geräuschunterdrückungssysteme mit Obertonfilterung offenbart.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Fahrzeuge erzeugen beim Fahren oftmals auf Luft zurückzuführende und die Struktur zurückzuführende Geräusche. In einem Bemühen, die Geräusche zu unterdrücken, wird oftmals eine aktive Geräuschunterdrückung verwendet, um solche Geräusche zu eliminieren, indem eine Schallwelle ausgegeben wird, die eine Amplitude aufweist, die ähnlich der Amplitude wie der des Geräusches ist, jedoch mit einer invertierten Phase. Solch eine aktive Geräuschunterdrückung kann von Algorithmen zur schmalbandigen sowie zur breitbandigen Unterdrückung abhängig sein.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Ein Geräuschunterdrückungssystem mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem kann mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, Referenzsignale zu übertragen, und mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, mindestens zwei schmalbandige Eingangssignale zu übertragen, beinhalten, wobei jedes der Eingangssignale Obertongeräusche beinhaltet. Das System kann einen Prozessor beinhalten, der programmiert ist zum Empfangen der Referenzsignale, wobei die Referenzsignale mindestens zwei schmalbandige Referenzsignale beinhalten, Empfangen der schmalbandigen Eingangssignale, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, und Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen, um zu verhindern, dass gemeinsamer Obertoninhalt an beiden Referenzsignalen während der Anpassung des Algorithmus vorliegt.
  • Ein Geräuschunterdrückungssystem mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem, kann einen Prozessor beinhalten, der an einen Speicher und einen Wandler gekoppelt und zu Folgendem programmiert ist: Empfangen von mindestens zwei schmalbandigen Referenzsignalen, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, und Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen, um zu verhindern, dass gemeinsamer Obertoninhalt an beiden Referenzsignalen während der Anpassung des Algorithmus vorliegt.
  • Ein Verfahren für ein Geräuschunterdrückungssystem mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem kann Folgendes beinhalten: Empfangen von mindestens zwei schmalbandigen Referenzsignalen, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die schmalbandigen Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, und Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden besonders in den beigefügten Patentansprüchen hervorgehoben. Andere Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen werden jedoch durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und am besten verstanden, in welchen Folgendes gilt:
    • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes aktives Geräuschunterdrückungssystem gemäß einer Ausführungsform;
    • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges und breitbandiges Filtersystem des Systems aus 1;
    • 3 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes schmalbandiges und breitbandiges Filtersystem des Systems aus 1;
    • 4 veranschaulicht ein weiteres beispielhaftes schmalbandiges und breitbandiges Filtersystem des Systems aus 1;
    • 5 veranschaulicht einen beispielhaften adaptiven Sperrfilter;
    • 6A veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe der Spektren des breitbandigen Referenzsignals (xr-bb );
    • 6B veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des schmalbandigen Referenzsignals xr-nb ;
    • 6C veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe der Spektren des Referenzsignals mit angewendeten adaptiven Sperrfilter x̂r-bb-flt[k,n];
    • 7 veranschaulicht einen beispielhaften Obertonsperrfilter, wie er für Fehler- und Referenzsignale angewendet wird;
    • 8A veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Fehlersignals Em ;
    • 8B veranschaulicht eine grafische Darstellung der Spektren der Größe des schmalbandigen Referenzsignals xr-nb ;
    • 8C veranschaulicht eine grafische Darstellung der Spektren des gefilterten Fehler-Referenzsignals Em-flt ;
    • 9 veranschaulicht ein adaptives Referenzfiltersystem;
    • 10 veranschaulicht ein weiteres Beispiel für zwei gleichzeitige schmalbandige adaptive Filtersysteme im Vergleich zu dem System aus 1;
    • 11 veranschaulicht ein weiteres Beispiel für zwei gleichzeitige schmalbandige adaptive Filtersysteme im Vergleich zu dem System aus 1;
    • 12 veranschaulicht ein Beispiel für einen adaptiven Obertonsperrfilter;
    • 13A veranschaulicht ein Beispiel für eine grafische Darstellung der Größe der Spektren des Fehlersignals E1 ;
    • 13B veranschaulicht eine beispielhafte grafische Darstellung der Größe der Spektren des Referenzsignals Xr1 ;
    • 13C veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe der Spektren des Fehlersignals êm];
    • 14 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess zur adaptiven Fehlerfilterung, die dem System aus den 2 und 3 oben entspricht;
    • 15 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 600 zur adaptiven Referenzfilterung, die dem System aus 4 oben entspricht;
    • 16 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 700 zur adaptiven Fehlerfilterung, die dem System aus 11 oben entspricht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Ausführliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hierin nach Bedarf offenbart; dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind die hierin offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielseitige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
  • Hierin wird ein aktives Geräuschunterdrückungssystem zur Erhöhung der Stabilität und Qualität bei gleichzeitigem Betrieb von schmalbandigen und breitbandigen Unterdrückungssysteme offenbart. Beispielsweise verwenden schmalbandige und breitbandige Unterdrückungssysteme oder -algorithmen oft einen gemeinsamen Fehlersensor und empfangen daher beide ähnliche Geräusche. In diesem Fall können sowohl der schmalbandige als auch der breitbandige Algorithmus versuchen, den gleichen Frequenzinhalt zu unterdrücken, der unterschiedliche Ausbreitungspfade aufweisen kann. Zum Beispiel kann ein Teil der Geräusche vom Wesen her auf Luft zurückzuführen und mit dem Drehzahlsignal (z. B. Motor-RPM) kohärent sein. Ein weiterer Teil der Geräusche kann vom Wesen her auf die Struktur zurückzuführen und mit einem separaten Referenzsignal kohärent sein, wie etwa einem Beschleunigungsmesser des Fahrzeugs.
  • In Kraftfahrzeuganwendungen kann solch eine Kohärenz der Geräusche üblich sein, insbesondere unter stationären Bedingungen, wie etwa Fahren bei Leerlauf, wobei die Motorgeräusche, die von dem Abgasendrohr ausgegeben werden, vom Wesen her auf Luft zurückzuführen sind. Diese Geräusche können mit einem adaptiven Filterverfahren, wie einem FxLMS, bei dem das Referenzsignal von der Motordrehzahl bereitgestellt wird, unterdrückt werden. Gleichzeitig kann es zu einem Motorwanken kommen, das die kohärenten, auf die Struktur zurückzuführenden Geräusche bei der gleichen Frequenz überträgt, die unterdrückt werden kann, und zwar unter Verwendung des Algorithmus für den adaptiven Filter, wobei die Referenzsignale von den Beschleunigungsmessern, die sich am Fahrgestell befinden, bereitgestellt werden. Wenn die beiden Unterdrückungsalgorithmen parallel laufen, können Instabilitäten oder Verstärkungen auftreten.
  • Derzeitige Systeme versuchen, eine solche Kohärenz zu vermeiden, indem unterschiedliche Ausgänge von jedem des Schmalbandes und Breitbandes angesteuert werden. Das heißt, dass derzeitige Systeme unabhängig im Schmalband und Breitband arbeiten und als Folge nicht in sich überlagernden Frequenzbereichen arbeiten können. Dies ist jedoch ineffizient und kann ungenau sein. Das hierin offenbarte System filtert den gemeinsamen schmalbandigen Obertoninhalt aus den Fehler- und/oder Referenzsignalen heraus. Dadurch wird verhindert, dass der breitbandige Unterdrückungsalgorithmus einen Ausgang liefert, der mit dem schmalbandigen Inhalt übereinstimmt. Wenn der schmalbandige Inhalt aus dem Fehler- und/oder Referenzsignal herausgefiltert wird, dann sollte sich der breitbandige Algorithmus nicht an den Obertoninhalt anpassen, um ein stabileres System sicherzustellen. Dieses Verfahren ist rechnerisch effizienter als andere Kohärenzverarbeitungen. Das System kann eine geringere Latenzzeit zulassen, da der Rechenaufwand für den DSP geringer ist.
  • 1 veranschaulicht ein beispielhaftes aktives Geräuschsteuerungssystem 100 mit einer Steuerung 105, mindestens einem Eingangssensor 110 und mindestens einem Wandler 140. Die Steuerung 105 kann eine eigenständige Vorrichtung sein, die eine Kombination aus Hardware- und Softwarekomponenten beinhaltet, und kann einen Prozessor beinhalten, der zur Analyse und Verarbeitung von Audiosignalen konfiguriert ist. Insbesondere kann die Steuerung 105 dazu konfiguriert sein, eine breitbandige und schmalbandige Geräuschunterdrückung für die Engine Order Cancellation (EOC) und/oder Active Road Noise Cancellation (ARNC) innerhalb eines Fahrzeugs basierend auf von dem Eingangssensor 110 empfangenen Daten durchzuführen. Die Steuerung 105 kann verschiedene Systeme und Komponenten zum Erreichen von ANC beinhalten, wie etwa ein adaptives Filtersystem 132. Die Steuerung 105 kann auch ein gleichzeitiges schmalbandiges System, wie beispielsweise EOC, betreiben.
  • Der Eingangssensor 110 kann dazu konfiguriert sein, der Steuerung 105 ein Eingangs- oder Referenzsignal bereitzustellen. Der Eingangssensor 110 kann einen Beschleunigungsmesser beinhalten, der dazu konfiguriert ist, eine Bewegung oder Beschleunigung zu detektieren und der Steuerung 105 ein Beschleunigungsmessersignal bereitzustellen. Das Beschleunigungssignal kann auf eine Fahrzeugbeschleunigung, Motorbeschleunigung, Radbeschleunigung usw. hinweisen. Der Eingangssensor 110 kann auch ein Mikrofon und/oder einen Schallintensitätssensor beinhalten, der zum Detektieren von Geräuschen konfiguriert ist. Der Eingangssensor 110 kann sowohl schmalbandige Geräusche als auch breitbandige Geräusche detektieren, wie in Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben. Der Eingangssensor 110 kann auch mehrere Sätze von Geräuschen detektieren, einschließlich eines ersten Satzes von schmalbandigen Geräuschsignalen und eines zweiten Satzes von schmalbandigen Geräuschsignalen. Bei schmalbandigen Systemen kann der Eingangssensor einfach die Motordrehzahl, das Motordrehmoment oder andere Referenzsignale sein.
  • Der Wandler 140 kann dazu konfiguriert sein, ein von der Steuerung 105 bereitgestelltes Audiosignal an einem Ausgangskanal (nicht beschriftet) akustisch zu erzeugen. In einem Beispiel kann der Wandler 140 in einem Kraftfahrzeug enthalten sein. Das Fahrzeug kann mehrere Wandler 140 beinhalten, die im gesamten Fahrzeug an verschiedenen Stellen angeordnet sind, wie etwa vorne rechts, vorne links, hinten rechts und hinten links. Der Audioausgang an jedem Wandler 140 kann von der Steuerung 105 gesteuert werden und kann einer Geräuschunterdrückung unterliegen, sowie anderen Parametern, die den Ausgang davon beeinflussen. Der Wandler 140 kann das Geräuschunterdrückungssignal bereitstellen, um beim RNC dabei zu helfen, die Klangqualität im Fahrzeug zu verbessern.
  • Das Active-Noise-Control(ANC)-System 100 kann einen Rückkopplungs- oder Ausgangssensor 145, wie etwa ein Mikrofon, beinhalten, der an einem sekundären Pfad 176 angeordnet ist und Audiosignale vom Wandler 140 empfangen kann. Der Rückmeldungssensor kann ein Mikrofon sein, das dazu konfiguriert ist, ein Mikrofonausgangssignal oder ein -fehlersignal an die Steuerung 105 zu übertragen. Der Rückmeldungssensor kann auch unerwünschte Geräusche vom Fahrzeug empfangen, wie z. B. Fahrgeräusche und Motorengeräusche.
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges und breitbandiges Filtersystem 132 des ANC-Systems 100. Das schmalbandige Filtersystem 132 kann einen schmalbandigen primären Pfad 152, der ein zeitabhängiges primäres schmalbandiges Ausbreitungsgeräuschsignal Pr,mn[n] liefert, und einen breitbandigen primären Pfad 154, der ein zeitabhängiges primäres breitbandiges Ausbreitungsgeräuschsignal Pr,mb[n] liefert, beinhalten. In einem Beispiel kann der schmalbandige Ausbreitungspfad Pr,mn[n] von einem Mikrofon, Beschleunigungsmesser, Schallintensitätssensor usw. erfasst werden, da er mit einem oder mehreren Drehzahlsensoren korreliert, die dazu konfiguriert sind, die Drehung von Wellen des Motorlüfters oder andere drehzahlbezogene Geräusche zu detektieren. Der breitbandige Geräuschausbreitungspfad Pr,mb[n] kann von einem Mikrofon, Beschleunigungsmesser, Schallintensitätssensor usw. erfasst werden.
  • Das System 132 kann zwei vorwärtsgekoppelte Referenzsignale, ein schmalbandiges Referenzsignal xrn[n] und ein breitbandiges Referenzsignal xrb[n] empfangen. Zusätzlich oder alternativ können die beiden vorwärtsgekoppelten Referenzsignale zwei schmalbandige Referenzsignale sein, wie nachfolgend in Bezug auf 10 näher erläutert. Jedes der Referenzsignale kann Obertongeräusche beinhalten. Das schmalbandige Referenzsignal xrn[n] kann einem Bandpassfilter 156 zugeführt werden. Der Bandpassfilter 156 kann bestimmte Frequenzen von dem schmalbandigen Referenzsignal xrn[n] filtern, das dann einem schmalbandigen adaptiven Filter 160 und dann an dem sekundären Pfad 176 zugeführt wird.
  • Das breitbandige Referenzsignal xrb[n] kann einem breitbandigen adaptiven Filter 174 zugeführt werden. Der breitbandige adaptive Filter 174 kann das breitbandige Referenzsignal xrb[n] filtern und ein breitbandiges sekundäres Signal ylb[n] erzeugen.
  • Das breitbandige Referenzsignal xrb[n] und der zeitabhängige primäre schmalbandige Ausbreitungspfad Pr,mn[n] können einem Fast-Fourier-Transformationsblock 164 bereitgestellt werden. Eine FFT kann auf den Schätzblock 158 des sekundären Pfads des breitbandigen Referenzsignals xrb[n] angewendet werden.
  • Der Schätzblock 158 des sekundären Pfades kann einen sekundären Pfad im Frequenzbereich Ŝl,m[k] und einen geschätzten sekundären Pfad im Zeitbereich ŝl,m[k] schätzen. Der Schätzblock 158 des sekundären Pfades kann einem Block 170 des breitbandigen, kleinsten mittleren Quadrates eine RxLxM-Matrix bereitstellen, wobei:
    • R die gesamte dimensionale Anzahl der Referenzsignale ist,
    • L die gesamte dimensionale Anzahl der sekundären Quellen ist und
    • M die gesamte dimensionale Anzahl der Fehlersignale ist.
  • Der Block 170 des breitbandigen, kleinsten mittleren Quadrats (least mean square - LMS) kann ein Summenkreuzspektrumkomparator sein, der dazu konfiguriert ist, einen Vektor zum Anwenden von Filterkoeffizienten auf das kleinste mittlere Quadrat der Fehlersignale bereitzustellen. Eine invertierte FFT kann dann auf dieses Signal am IFFT-Bock 172 angewendet werden. Eine RxL-Matrix kann dann einem breitbandigen adaptiven Filter 174 zugeführt werden.
  • Der Schätzblock 158 des sekundären Pfades kann auch eine RxLxM-Matrix für einen Block 162 des schmalbandigen, kleinsten mittleren Quadrats (LMS) bereitstellen, der ein Summenkreuzspektrumkomparator oder Zeitbereichskomparator sein kann, der dazu konfiguriert ist, einen Vektor bereitzustellen, der dazu konfiguriert ist, Filterkoeffizienten des kleinsten mittleren Quadrats der Fehlersignale anzuwenden. Der Block 162 des schmalbandigen, kleinsten mittleren Quadrats kann eine RxL-Matrix für die schmalbandigen adaptiven Filter 160 bereitstellen. Ein Bandpassfilter (BPF) 171 kann zur Zeitausrichtung zwischen dem summierten Fehlersignal und dem schmalbandigen LMS 162 angeordnet sein.
  • Der breitbandige adaptive Filter 174 kann das breitbandige sekundäre Quellsignal ylb[n] zuführen und der schmalbandige adaptive Filter 160 kann das schmalbandige sekundäre Quellsignal yln[n] bereitstellen, die jeweils miteinander summiert werden. Die summierten sekundären Quellsignale ylb[n], yln[n] können dann den sekundären Pfad sl,m[n] 176 durchlaufen. Der sekundäre Pfad sl,m[n] 176 stellt die elektroakustische Übertragungsfunktion des Systems (Elektronik, Lautsprecher, Mikrofone und Fahrzeuginnenakustik) dar.
  • Bei der Summierung 178 werden die Antigeräuschsignale, die über den sekundären Pfad sl,m[n] 176, die primären Pfade 152 und 154 gesendet werden, summiert, was zu einem Fehlersignal em[n] führt. Das Fehlersignal em[n] kann von den Ausgangssensoren 145, wie etwa einem Mikrofon, erfasst werden. Das summierte Signal kann in eine Fast-Fourier-Transformation 180 eingegeben werden, die ein geschätztes Fehlersignal Em[n] bildet.
  • Ein Obertonsperrfilter 182 kann dann auf das geschätzte Fehlersignal Em[n] unter Verwendung des schmalbandigen Referenzsignals xnb[n] angewendet werden. Der Obertonsperrfilter 182 ist hierin in Bezug auf 7 ausführlicher beschrieben. Der Obertonsperrfilter 182 kann die Obertonsignale im Fehlersignal Em[n] herausfiltern. Das breitbandige Signal kann sich dann ohne das schmalbandige Signal und ohne Berücksichtigung des Obertongeräuschs im Fehlersignal Em[n] anpassen.
  • Der Obertonsperrfilter 182 subtrahiert den Ausgang eines schmalbandigen Obertoninhalts von Em[n]. Der adaptive Filter 240 wandelt das schmalbandige Referenzsignal in die beste Schätzung der in Em[n] vorhandenen schmalbandigen Interferenz um. Der Algorithmus des LMS 170 (oder ähnlich) aktualisiert die adaptiven Filterkoeffizienten durch Rückmeldung von Em-flt[k,n]. Der adaptive Filter 240 kann eine von mehreren Filterstrukturen aufweisen: FIR, IIR oder einfach Sinuskurven mit einstellbarer Größe und Phase.
  • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges Filtersystem 132 des ANC-Systems 100, ähnlich wie bei 2, abgehen davon, dass der Obertonsperrfilter 182 durch einen Wiener-Filter 186 ersetzt wird. Der Wiener-Filter kann die Obertongeräusche basierend auf den Referenzsignalen xrb[n], xrn[n] schätzen und die Geräusche aus dem breitbandigen Fehlersignal Em[n] filtern. Die schmalbandige Interferenzunterdrückung kann den schmalbandigen Inhalt aus dem breitbandigen Fehlersignal entfernen. Die schmalbandige Interferenz kann durch mehrere Mechanismen erfolgen. Ein Beispiel ist die Verwendung von LMS, wie in den 5 und 7 gezeigt. Unter Verwendung von LMS sind vorherige Matrixinversionsverfahren überflüssig. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von RLS (rekursiven kleinsten Quadrate) oder anderen adaptiven Filtern. Ferner kann auch eine lineare Vorwärts-Rückwärts-Vorhersage verwendet werden. In diesem Fall kann der Wiener-Filter 186 umgesetzt werden.
  • Der in den 2 und 7 veranschaulichte Obertonsperrfilter 182 und der in 3 veranschaulichte Wiener-Filter 186 können ermöglichen, dass der Obertoninhalt von dem breitbandigen Inhalt getrennt wird. Dadurch wird verhindert, dass sich das Straßengeräuschunterdrückungssystem an den Oberwelleninhalt anpasst, zumindest weil der Oberwelleninhalt von den Fehlersignalen entfernt wurde. Die Verwendung eines Sperrfilters kann Phasenverzerrungen und den Verlust von breitbandigen Inhalten ermöglichen. Die Verwendung eines Wiener-Filters kann am besten funktionieren, wenn die Signale unkorreliert sind, oder es kann eine partielle Korrelation bestehen.
  • 4 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges Filtersystem 132 des ANC-Systems 100, ähnlich wie bei 2, abgesehen davon, dass ein adaptiver Sperrfilter 192 zwischen den Bandpassfiltern 156 und dem Schätzblock 158 des sekundären Pfads angeordnet ist. In diesem Beispiel ist der adaptive Sperrfilter 192 derart veranschaulicht, dass er sowohl das schmalbandige Referenzsignal xrn[n] als auch das breitbandige Referenzsignal xrb[n] empfängt. In einem anderen Beispiel jedoch kann der adaptive Sperrfilter 192 nur das breitbandige Referenzsignal xrb[n] empfangen. In diesem letztgenannten Beispiel kann der adaptive Sperrfilter 192 Obertoninhalte von dem breitbandigen Referenzsignal xrb[n] filtern, um Doppelungen der Obertoninhalte sowohl im Schmalband als auch im Breitband zu vermeiden. Wenn sowohl das Schmalband als auch das Breitband ein ähnliches Obertongeräusch aufweisen und jedes von dem Schmalband und dem Breitband separat gefiltert wird, kann die schmalbandige Filterung den gleichen Frequenzinhalt wie die breitbandige Filterung unterdrücken. Dies kann Instabilitäten oder Verstärkungen erzeugen und zu einer schlechteren Geräuschunterdrückung führen.
  • 5 veranschaulicht einen beispielhaften adaptiven Sperrfilter 192. Der Oberwelleninhalt wird über den Sperrfilter durch Anwenden eines adaptiven Filters 240 und LMS 242 auf das schmalbandige Referenzsignal xr-nb [n] vom Breitbandinhalt getrennt. Der adaptive Filter 240 kann dem schmalbandigen adaptiven Filter 160 ähnlich sein und ist dazu konfiguriert, Filterkoeffizienten des kleinsten mittleren Quadrats der Fehlersignale anzuwenden. Das LMS 242 kann dem Block 162 des schmalbandigen LMS ähnlich sein und kann dem adaptiven Filter 240 eine Dimension-R-Matrix bereitstellen.
  • 6A veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des breitbandigen Referenzsignals xr-bb in dem Frequenzbereich.
  • 6B veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des schmalbandigen Referenzsignals xr-nb im Frequenzbereich. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die Größe des schmalbandigen Referenzsignals xr-nb zwei Spitzen. Diese zwei Spitzen können mit Größen des breitbandigen Referenzsignals xr-bb korrelieren. Aufgrund dieser Korrelation wird die Ähnlichkeit zwischen dem breitbandigen und dem schmalbandigen Referenzsignal festgestellt. Aufgrund dieser Ähnlichkeit und aufgrund der derzeitigen Geräuschunterdrückungssysteme können die schmalbandigen und breitbandigen Referenzsignale versuchen, diesen ähnlichen Inhalt zu unterdrücken. Das Filtern des ähnlichen schmalbandigen Inhalts aus den breitbandigen Referenzsignalen kann eine genauere Geräuschunterdrückung ermöglichen.
  • 6C veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Referenzsignals im Zeitbereich mit angewendeten adaptiven Sperrfilter x̂r-flt[k,n]. Wie veranschaulicht, sind die vor dem Filtern vorhandenen korrelierten Spitzen nicht mehr vorhanden. Somit wurde der zwischen den schmalbandigen und den breitbandigen Referenzsignalen ähnliche Inhalt aus dem breitbandigen Referenzsignal entfernt, sodass ein besser geeignetes Referenzsignal für die Geräuschunterdrückung ermöglicht wird.
  • 7 veranschaulicht einen beispielhaften Obertonsperrfilter 182, der ähnlich dem Obertonsperrfilter 182 aus 2 ist. Der Oberwelleninhalt wird über den Obertonsperrfilter 182 durch Anwenden eines adaptiven Filters 240 und LMS 242 auf das schmalbandige Referenzsignal xr-nb [n] vom Breitbandinhalt getrennt. Das gefilterte schmalbandige Referenzsignal wird aus dem Fehlersignal Em[n] entfernt, um das gefilterte Fehler-Referenzsignal Em-flt[k,n] zu erzeugen.
  • 8A veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Fehlersignals Em[n] im Frequenzbereich.
  • 8B veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des schmalbandigen Referenzsignals xr-nb im Frequenzbereich, ähnlich wie 6B.
  • 8C veranschaulicht eine grafische Darstellung des gefilterten Fehler-Referenzsignals Em-flt [k,n]. Wie veranschaulicht, sind die vor dem Filtern vorhandenen korrelierten Spitzen im gefilterten Fehler-Referenzsignal Em-flt[k,n] nicht mehr vorhanden. Somit wurde der zwischen den Fehler- und den schmalbandigen Referenzsignalen ähnliche Inhalt aus dem Fehlersignal entfernt, sodass ein besser geeignetes Signal für die ANC-Systemanpassung ermöglicht wird.
  • 9 veranschaulicht ein adaptives Referenzfiltersystem 250. Kohärenzberechnungen können nur für stationäre Prozesse gelten, die stochastisch sind und deren gemeinsame Wahrscheinlichkeit sich bei zeitlicher Verschiebung nicht ändert. Stationäre Prozesse sind eine grundlegende Annahme in bestimmten statistischen Berechnungen, die die Zeitreihenanalyse verwenden. Die Kreuzspektrumanalyse innerhalb der Kohärenzberechnung kann vom stochastischen Prozess abhängig sein. Darüber hinaus weisen einige schmalbandige Referenzsignale keinen Mittelwert von 0 auf. Aus diesen Gründen kann es vorteilhaft sein, die Zeit-Frequenz-Kohärenz zur Auswertung der Referenzsignale xrn[n], xrb[n] zu verwenden.
  • Das adaptive Referenzfiltersystem 250 kann einen Block 252 für die Analyse der Zeit-Frequenz-Kohärenz beinhalten. Dieser Block 252 kann das schmalbandige Referenzsignal xrn[n] und das breitbandige Referenzsignal xrb[n] vergleichen, um die Kohärenz zwischen den beiden Signalen zu bestimmen. In einem Beispiel kann die Wavelet-Kohärenz verwendet werden, um Schwingungen in den nicht stationären Signalen zu detektieren. Der Block 252 für die Analyse der Zeit-Frequenz-Kohärenz kann einen Kohärenzwert basierend auf dem Vergleich bestimmen.
  • Bei Block 256 kann die Steuerung 105 bestimmen, ob der Kohärenzwert einen Kohärenzschwellenwert erreicht oder überschreitet. Der Schwellenwert kann ein Mindestausmaß der Kohärenz sein. Dieser Wert kann als jede beliebige Zahl X definiert werden, wobei 0<X<1. In einem Beispiel kann die Wavelet-Kohärenz 0,5 oder größer sein. Ein Wert von 0,5 oder größer kann also den Filterprozess auslösen. Wenn der Schwellenwert nicht erreicht wird, kann die Steuerung 105 die Frequenz identifizieren, bei der die Kohärenz nicht erreicht wird, und zwar im Frequenzidentifikationsblock 258, und einen Sperrfilter bei dieser Frequenz bei Block 260 anwenden. Die Steuerung 105 kann Sperrfilter anwenden, bis der Schwellenwert für jede Frequenz erreicht ist.
  • Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 kann es neben Szenarien mit breitbandiger und schmalbandiger Referenz auch Systeme mit zwei (oder mehr) unabhängigen schmalbandigen Referenzen geben. Da sich diese schmalbandigen Signale in ihrer Frequenz annähern, können durch das Dämpfen der Nachlauf-Bandpassfilter schlagende Effekte auftreten.
  • 10 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges Filtersystem 342 des ANC-Systems 100 für System mit gleichzeitigen Mehrfacheingängen, Mehrfachausgängen, mehreren kleinsten mittleren quadratischen Systemen mit adaptiver Referenzfilterung, die auf mehrere schmalbandige Signale mit unterschiedlichen Referenzen angewendet werden. Das Filtersystem 342 kann einen schmalbandigen primären Pfad 352, der einen zeitabhängigen ersten schmalbandigen primären Ausbreitungspfad Pr,m1[n] zuführt, und einen zweiten primären schmalbandigen Ausbreitungspfad 354, der einen zeitabhängigen primären schmalbandigen Ausbreitungspfad Pr,m2[n] zuführt, beinhalten. Die primären Geräuschsignale 352, 354 können durch die Ausgangssensoren 145 erfasst werden (wie in 1 gezeigt).
  • Das System 342 kann zwei vorwärtsgekoppelte Referenzsignale (z. B. Eingangssignale), ein erstes schmalbandiges Referenzsignal xr1[n] und ein zweites schmalbandiges Referenzsignal xr2[n] empfangen. Jedes der Referenzsignale kann Obertongeräusche beinhalten. Die schmalbandigen Referenzsignale xr1[n], xr2[n] können einer Referenzverstärkungssteuerung 346 zugeführt werden. Die Referenzverstärkungssteuerung 346 kann die Referenzsignale xr1[n], xr2[n] abstimmen, um die Unterdrückung eines Geräuschsignals gegenüber dem anderen zu bevorzugen. Wenn sich die Frequenzen der beiden Systeme annähern, kann eine Referenz abgeschaltet werden, wodurch die Unterdrückung für diese Reihenfolge deaktiviert wird. Dadurch sind noch immer ein paar Geräusche im System vorhanden.
  • Die Steuerung 105 kann bestimmen, ob die Frequenzen der schmalbandigen Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Schwellenwerts voneinander liegen. Sollte dies der Fall sein, dann kann die Steuerung 105 eines der Referenzsignale aus der Berücksichtigung ausschließen. Der Schwellenwert kann sich auf Frequenz, Größe oder Kohärenz beziehen, um nur einige zu nennen. In einem Beispiel, wenn zwei Referenzsignale den gleichen Frequenzinhalt (aber vielleicht eine andere Phase) erzeugen, kann eines der Referenzsignale stummgeschaltet werden, wenn sie innerhalb von 5 Hz voneinander liegen. Dies kann von Vorteil sein, wenn bekannt ist, dass eine der mit einem Referenzsignal verbundenen Geräuschquellen in bestimmten Frequenzbereichen deutlich dominanter ist als die andere. Gleichermaßen kann ein Signal basierend auf der Größe der Referenzsignale stummgeschaltet werden, z. B., wenn die Größen innerhalb von 3 dB voneinander liegen. Auch hier ist dies ein Grund für eine Phasenverschiebung, bei dem, wenn die Signale in ihrer Amplitude deutlich ähnlich sind, eine Verstärkung verhindert werden kann.
  • Die Referenzsignale xr1[n], xr2[n] können jeweils einem ersten Schätzblock 358 des sekundären Pfades und einem zweiten Schätzblock 359 des sekundären Pfades zugeführt werden. Die Schätzblöcke 358, 359 des sekundären Pfades können einen sekundären Pfad jeweils für den Zeitbereich und den Frequenzbereich schätzen und einen geschätzten sekundären Pfad in dem Frequenzbereich Sl,m[k] und einen geschätzten sekundären Pfad in dem Zeitbereich ŝl,m[k] bestimmen. Insbesondere können diese sekundären Pfade eindeutig oder gemeinsam sein. Beispielsweise kann ein erstes Referenzsignal nur vom hinteren Subwoofer wiedergegeben werden, da sich dieser spezifische Lautsprecher mit den Auspuffgeräuschen koppelt, wobei es sich um die dominante Quelle handelt. In diesem Beispiel werden die anderen Lautsprecher für den zweiten Satz von Referenzsignalen verwendet. Die Schätzblöcke 358, 359 des sekundären Pfades können einem Block 170 des breitbandigen, kleinsten mittleren Quadrates eine RxLxM-Matrix bereitstellen, wobei:
    • R die gesamte dimensionale Anzahl der Referenzsignale ist,
    • L die gesamte dimensionale Anzahl der sekundären Quellen ist und
    • M die gesamte dimensionale Anzahl der Fehlersignale ist.
  • Die Schätzblöcke 358, 359 des sekundären Pfades können die RxLxM-Matrizen für den jeweiligen ersten Block 362 des schmalbandigen, kleinsten mittleren Quadrats (LMS) und zweiten Block 363 des schmalbandigen, kleinsten mittleren Quadrats (LMS) bereitstellen. Die LMS-Blöcke 362, 363 können adaptive Filter sein, die dazu konfiguriert sind, Filterkoeffizienten des kleinsten mittleren Quadrats der Fehlersignale anzuwenden. Die Blöcke 362, 363 des schmalbandigen, kleinsten mittleren Quadrats können eine R1xL-Matrix für einen ersten schmalbandigen adaptiven Filter 360 und eine R2xL-Matrix für einen zweiten schmalbandigen adaptiven Filter 361 bereitstellen.
  • Der erste schmalbandige adaptive Filter 360 kann ein erstes sekundäres Quellsignal y1[n] zuführen und der zweite schmalbandige adaptive Filter 361 kann ein zweites sekundäres Quellsignal y2[n] zuführen, die jeweils miteinander summiert werden. Die summierten sekundären Quellsignale y1[n], y2[n] können dann den sekundären Pfad sl,m[n] 376 durchlaufen. Auch hier kann es sich um einen gemeinsamen sekundären Pfad oder einen eindeutigen sekundären Pfad handeln, wie in den Schätzungen in 10 gezeigt. Der sekundäre Pfad sl,m[n] 376 stellt die Übertragungsfunktion des akustischen Systems (Lautsprecher, Mikrofone und Fahrzeuginnenakustik) dar.
  • Bei der Summierung 378 können die Signale, die über den sekundären Pfad sl,m[n] 376, die primären Pfade 352 und 354 gesendet werden, summiert, was zu einem Fehlersignal em[n] führt. Das Fehlersignal em[n] kann von den Ausgangssensoren 145, wie etwa einem Mikrofon, erfasst werden. Das summierte Signal kann in einen ersten Bandpassfilter 356 und einen zweiten Bandpassfilter 357 eingegeben werden, die bestimmte Frequenzen aus dem Fehlersignal em[n] filtern können. Das gefilterte Fehlersignal wird dann dem jeweiligen ersten Block 362 des schmalbandigen LMS und dem zweiten Block 363 des schmalbandigen LMS zugeführt.
  • 11 veranschaulicht ein beispielhaftes schmalbandiges Filtersystem 342 des ANC-Systems, ähnlich wie bei 10, abgesehen davon, dass ein erster adaptiver Sperrfilter 392 zwischen dem ersten Bandpassfilter 356 und dem ersten LMS-Block 362 angeordnet ist. Weiterhin ist zwischen dem zweiten Bandpassfilter 357 und dem zweiten LMS-Block 363 ein zweiter adaptiver Sperrfilter 393 angeordnet. Die adaptiven Filter 392, 393 können dann Obertoninhalte aus dem gefilterten Fehlersignal filtern, um Doppelungen der Obertoninhalte sowohl im ersten als auch im zweiten schmalbandigen Signal zu vermeiden. Wenn beide schmalbandigen Signale ähnliche Obertongeräusche beinhalten und jeder der Sätze der schmalbandigen Signale separat gefiltert wird, kann die Filterung den gleichen Frequenzinhalt in jedem Signalsatz unterdrücken. Dies kann Instabilitäten oder Verstärkungen erzeugen und zu einer schlechteren Geräuschunterdrückung führen.
  • Das heißt, um die Fehlersignale, die sich auf die beiden Referenzen beziehen, automatisch zu isolieren, können adaptive Filter 392, 393 verwendet werden, um die Geräuschkomponente der ersten Referenz vor dem adaptiven Filter, der für die Unterdrückung von Signalen, die sich auf die zweite Referenz beziehen, verantwortlich ist, herauszunehmen. Es kann auch ein paralleles System betrieben werden, das nur die Geräusche in Bezug auf die erste Referenz auf die gleiche Weise isoliert. Dies kann für mehr als zwei schmalbandige Referenzsignale wiederholt werden. In diesem System kann der Referenzverstärkungssteuerungsblock 346 derart eingestellt werden, dass beide Referenzen basierend auf der Leistung des schmalbandigen adaptiven Filters aktiv bleiben und somit das Ausmaß der Unterdrückung im System maximiert wird.
  • 12 veranschaulicht einen beispielhaften Obertonsperrfilter 392 oder Obertonsperrfilter 393. Der Oberwelleninhalt wird über den Sperrfilter durch Anwenden eines adaptiven Filters 340 und LMS 380 auf das schmalbandige Referenzsignal xr1[n] vom Breitbandinhalt getrennt. Der adaptive Filter 340 kann dem schmalbandigen adaptiven Filter 160 ähnlich sein und ist dazu konfiguriert, Filterkoeffizienten des kleinsten mittleren Quadrats der Fehlersignale anzuwenden.
  • Das LMS 380 kann dem Block 162 des schmalbandigen LMS ähnlich sein und kann dem adaptiven Filter 340 eine RxL-Matrix bereitstellen.
  • 13A veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Fehlersignals E1 im Frequenzbereich.
  • 13B veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Referenzsignals Xr1 im Frequenzbereich. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet die Größe des Referenzsignals Xr1 eine Spitze. Diese Spitze kann mit Größen des Fehlersignals E1 (f) korrelieren. Aufgrund dieser Korrelation wird die Ähnlichkeit zwischen dem breitbandigen und dem schmalbandigen Referenzsignal festgestellt. Aufgrund dieser Ähnlichkeit und aufgrund der derzeitigen Geräuschunterdrückungssysteme können die zwei schmalbandigen Referenzsignale versuchen, diesen ähnlichen Inhalt zu unterdrücken, wenn sich die Frequenzen sehr nah beieinander befinden.
  • 13C veranschaulicht eine grafische Darstellung der Größe des Referenzsignals im Frequenzbereich mit dem Fehlersignal êm. Wie veranschaulicht, sind die vor dem Filtern vorhandenen korrelierten Spitzen nicht mehr vorhanden. Somit wurde der zwischen den zwei schmalbandigen Referenzsignalen ähnliche Inhalt aus einem der Referenzsignale entfernt, sodass ein besser geeignetes Referenzsignal für die Geräuschunterdrückung ermöglicht wird.
  • 14 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 500 zur adaptiven Referenzfilterung, die dem System aus den 12 und 13 oben entspricht. Der Prozess 500 kann bei Block 505 beginnen, wo die Steuerung 105 Eingangssignale empfängt, einschließlich eines schmalbandigen Eingangssignals von dem Eingangssensor 110.
  • Bei Block 515 kann die Steuerung 105 einen Filter auf mindestens eines der Eingangssignale xrn[n], xrb[n] anwenden. Der Filter kann einen Bandpassfilter beinhalten, wie etwa den Bandpassfilter 156. Der Filter kann ein adaptiver Filter sein, wie etwa der schmalbandige adaptive Filter 160.
  • Bei Block 520 kann die Steuerung 105 einen sekundären Pfad erzeugen, der die elektroakustische Übertragungsfunktion des Systems darstellt, ähnlich wie der Schätzblock 158 des sekundären Pfads aus den 2 und 3.
  • Bei Block 525 kann die Steuerung 105 die Antigeräusche und primären Geräusche summieren, um ein Fehlersignal zu erzeugen. In diesem Beispiel werden die Antigeräuschsignale, die über den zweiten Pfad sl,m[n] 176 gesendet werden, mit den Geräuschen summiert, die von den primären Pfaden 152, 154 kommen, was zu einem geschätzten Fehlersignal Em[n] führt.
  • Bei Block 530 kann die Steuerung 105 einen adaptiven Filter (z. B. den Obertonsperrfilter 182 des Wiener-Filters 186) auf das geschätzte Fehlersignal anwenden. Der adaptive Filter kann die Obertonsignale im Fehlersignal em[n] herausfiltern. Das breitbandige Signal kann sich dann ohne das schmalbandige Signal und ohne Berücksichtigung des Obertongeräuschs im Fehlersignal em[n] anpassen.
  • Bei Block 510 kann die Steuerung 105 die Schätzung des sekundären Pfads auf die Eingangssignale anwenden.
  • Bei Block 535 kann die Steuerung 105 das kleinste mittlere Quadrat (LMS) des gefilterten Fehlersignals aus Block 530 und die sekundäre Schätzung aus Block 510 nehmen.
  • Bei Block 540 kann die Steuerung 105 die IFFT des Signals nehmen.
  • Bei Block 545 kann die Steuerung 105 das System mit dem Filter basierend auf dem Prozess 500 aktualisieren.
  • Der Prozess 500 kann dann enden.
  • 15 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 600 zur adaptiven Referenzfilterung, die dem System aus 4 oben entspricht. Der Prozess 600 kann bei Block 605 beginnen, wo die Steuerung 105 Eingangssignale empfängt, einschließlich schmalbandiger Eingangssignale und breitbandiger Eingangssignale von dem Eingangssensor 110 (oder mehrerer schmalbandiger Signale).
  • Bei Block 615 kann die Steuerung 105 einen adaptiven Filter (z. B. den Obertonsperrfilter 182 des Wiener-Filters 186) auf eines oder mehrere der Eingangssignale anwenden. Der adaptive Filter kann die Obertonsignale in der Referenz herausfiltern. In einem Beispiel ist der adaptive Sperrfilter 192 in 4 derart veranschaulicht, dass er sowohl das schmalbandige Referenzsignal xrn[n] als auch das breitbandige Referenzsignal xrb[n] empfängt. In einem anderen Beispiel jedoch kann der adaptive Sperrfilter 192 nur das breitbandige Referenzsignal xrb[n] empfangen. In diesem letztgenannten Beispiel kann der adaptive Sperrfilter 192 Obertoninhalte von dem breitbandigen Referenzsignal xrb[n] filtern, um Doppelungen der Obertoninhalte sowohl im Schmalband als auch im Breitband zu vermeiden. Wenn sowohl das Schmalband als auch das Breitband ein ähnliches Obertongeräusch aufweisen und jedes von dem Schmalband und dem Breitband separat gefiltert wird, kann die schmalbandige Filterung den gleichen Frequenzinhalt wie die breitbandige Filterung unterdrücken. Dies kann Instabilitäten oder Verstärkungen erzeugen und zu einer schlechteren Geräuschunterdrückung führen.
  • Bei Block 620 kann die Steuerung 105 einen sekundären Pfad anwenden, der die elektroakustische Übertragungsfunktion des Systems darstellt, ähnlich wie der Schätzblock 158 des sekundären Pfads aus 4.
  • Bei Block 608 kann die Steuerung 105 einen Filter auf die Eingangssignale anwenden.
  • Bei Block 612 kann die Steuerung 105 eine Schätzung des sekundären Pfads auf das gefilterte Eingangssignal anwenden.
  • Bei Block 625 kann die Steuerung 105 die Antigeräusch- und primären Geräuschsignale summieren, um ein Fehlersignal zu erzeugen. In diesem Beispiel werden die Antigeräuschsignale, die über den zweiten Pfad sl,m[n] 176 gesendet werden, mit den Geräuschen summiert, die von den primären Pfaden 152, 154 kommen, was zu einem geschätzten Fehlersignal Em[n] führt.
  • Bei Block 630 kann die Steuerung 105 das kleinste mittlere Quadrat (LMS) der sekundären Schätzung aus Block 620 und Block 612 nehmen.
  • Bei Block 630 kann die Steuerung 105 das kleinste mittlere Quadrat (LMS) des gefilterten Fehlersignals aus Block 530 und die sekundäre Schätzung aus Block 510 nehmen.
  • Bei Block 635 kann die Steuerung 105 die IFFT des Signals nehmen.
  • Bei Block 640 kann die Steuerung 105 das System mit dem Filter basierend auf dem Prozess 600 aktualisieren.
  • Der Prozess 600 kann dann enden.
  • 16 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 700 zur adaptiven Referenzfilterung, die dem System aus den 10 und 11 oben entspricht. Der Prozess 700 kann bei Block 705 beginnen, wo die Steuerung 105 Eingangssignale empfängt, einschließlich mindestens zwei schmalbandige Eingangssignale von dem Eingangssensor 110.
  • Bei Block 710 kann die Steuerung 105 einen Bandpassfilter auf die Eingangssignale anwenden.
  • Bei Block 715 kann die Steuerung 105 eine Referenzverstärkungssteuerung 346 anwenden, um die gefilterten Eingangssignale xr1[n], xr2[n] abzustimmen, um die Unterdrückung eines Geräuschsignals gegenüber dem anderen zu bevorzugen.
  • Bei Block 718 kann die Steuerung 105 einen Filter auf das referenzverstärkungsgesteuerte Signal aus Block 715 anwenden.
  • Bei Block 720 kann die Steuerung 105 einen sekundären Pfad erzeugen, der die elektroakustische Übertragungsfunktion des Systems darstellt, ähnlich wie der Schätzblock 358 des sekundären Pfads aus den 10 und 11.
  • Bei Block 725 kann die Steuerung 105 das primäre Geräuschsignal von dem primären Pfad und das Antigeräuschsignal von dem sekundären Pfad summieren, um ein geschätztes Fehlersignal zu erzeugen.
  • Bei Block 718 kann die Steuerung 105 einen Bandpassfilter auf das summierte Signal wenden.
  • Bei Block 730 kann die Steuerung 105 einen adaptiven Filter (z. B. die adaptiven Sperrfilter 392, 393( auf das gefilterte geschätzte Fehlersignal anwenden. Der adaptive Filter kann die Obertonsignale im Fehlersignal em[n] herausfiltern.
  • Bei Block 735 kann die Steuerung 105 die Schätzung des sekundären Pfads auf die Eingangssignale anwenden.
  • Bei Block 740 kann die Steuerung 105 das kleinste mittlere Quadrat (LMS) des gefilterten Fehlersignals aus Block 730 und die sekundäre Schätzung aus Block 735 nehmen.
  • Bei Block 745 kann die Steuerung 105 das System mit dem Filter basierend auf dem Prozess 700 aktualisieren.
  • Der Prozess 700 kann dann enden.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sehen im Allgemeinen eine Vielzahl von Schaltungen, elektrischen Vorrichtungen und mindestens eine Steuerung vor. Alle Bezugnahmen auf die Schaltungen, die mindestens eine Steuerung und andere elektrische Vorrichtungen und die Funktionen, die von jeder bereitgestellt wird, sollen nicht darauf beschränkt sein, dass sie lediglich das hierin Veranschaulichte und Beschriebene umfassen. Wenngleich bestimmte Bezeichnungen der/den verschiedenen offenbarten Schaltung(en), Steuerung(en) und anderen elektrischen Vorrichtungen zugewiesen sein können, sollen derartige Bezeichnungen den Betriebsumfang für die verschiedenen Schaltung(en), Steuerung(en) und die anderen elektrischen Vorrichtungen nicht beschränken. Derartige Schaltung(en), Steuerung(en) und andere elektrische Vorrichtungen können basierend auf der konkreten Art der elektrischen Umsetzung, die gewünscht ist, auf beliebige Weise miteinander kombiniert und/oder voneinander getrennt sein.
  • Es liegt auf der Hand, dass hierin offenbarte Steuerungen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen, Speichervorrichtungen (z. B. FLASH, Direktzugriffsspeicher (random access memory - RAM), Festwertspeicher (read only memory - ROM), elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (electrically programmable read only memory - EPROM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (electrically erasable programmable read only memory - EEPROM) oder andere geeignete Varianten davon) und Software beinhalten können, die miteinander zusammenwirken, um den/die hierin offenbarten Vorgang/Vorgänge durchzuführen. Zusätzlich nutzt eine beliebige offenbarte Steuerung einen beliebigen oder mehrere Mikroprozessoren, um ein Computerprogramm auszuführen, das in einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium ausgeführt ist, das dazu programmiert ist, eine beliebige Anzahl von offenbarten Funktionen durchzuführen. Ferner beinhaltet eine beliebige Steuerung, wie hierin bereitgestellt, ein Gehäuse und die unterschiedliche Anzahl von Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen und Speichervorrichtungen (z. B. FLASH, Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), elektrisch programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), die in dem Gehäuse positioniert sind. Die offenbarte(n) Steuerung(en) beinhaltet/beinhalten zudem hardwarebasierte Eingaben und Ausgaben zum Empfangen bzw. Übertragen von Daten jeweils von und zu hardwarebasierten Vorrichtungen, wie hierin erörtert.
  • Hinsichtlich der hierin beschriebenen Prozesse, Systeme, Verfahren, Heuristiken usw. versteht es sich, dass, wenngleich die Schritte solcher Prozesse usw. als in einer bestimmten Reihenfolge erfolgend beschrieben sind, diese Prozesse auch so durchgeführt werden können, dass die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die von der hierin beschriebenen abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte hierin beschriebene Schritte ausgelassen werden können. Mit anderen Worten dienen die Beschreibungen von Prozessen in dieser Schrift dem Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sollten keinesfalls dahingehend ausgelegt werden, dass sie die Patentansprüche einschränken.
  • Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und nicht einschränkenden Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale unterschiedlicher umsetzender Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden.

Claims (10)

  1. Geräuschunterdrückungssystem mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem, umfassend: mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, Referenzsignale zu übertragen, mindestens einen Eingangssensor, der dazu konfiguriert ist, mindestens zwei schmalbandige Eingangssignale zu übertragen, wobei jedes der Eingangssignale Obertongeräusche beinhaltet; einen Prozessor, der zu Folgendem programmiert ist: Empfangen der Referenzsignale, wobei die Referenzsignale mindestens zwei schmalbandige Referenzsignale beinhalten, Empfangen der schmalbandigen Eingangssignale, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, und Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen, um zu verhindern, dass gemeinsamer Obertoninhalt an beiden Referenzsignalen während der Anpassung des Algorithmus vorliegt.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner zu Folgendem konfiguriert ist: Anwenden eines sekundären Pfades basierend auf den gefilterten Referenzsignalen, um Antigeräuschsignale zu erzeugen, und Summieren der Antigeräusch- und der Eingangssignale, um ein Fehlersignal am Ausgangssensor zu erzeugen.
  3. System nach Anspruch 2, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, einen Bandpassfilter auf eines der Referenzsignale vor dem Erzeugen des geschätzten sekundären Pfades anzuwenden.
  4. System nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, einen adaptiven Filter auf das Fehlersignal anzuwenden, um Obertongeräusche aus dem Fehlersignal zu entfernen.
  5. System nach Anspruch 4, wobei der adaptive Filter mindestens einen Obertonsperrfilter beinhaltet.
  6. System nach Anspruch 4, wobei der adaptive Filter mindestens einen Wiener-Filter beinhaltet.
  7. System nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner dazu konfiguriert ist, einen schmalbandigen adaptiven Filter auf die eingehenden Referenzsignale nach dem Anwenden einer Verstärkungssteuerung anzuwenden.
  8. Verfahren eines Geräuschunterdrückungssystems mit Obertonfilterung für ein Fahrzeugaudiosystem, umfassend: Empfangen von mindestens zwei schmalbandigen Referenzsignalen, Anwenden einer Verstärkungsreferenzsteuerung auf die schmalbandigen Referenzsignale, um zu bestimmen, ob die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb eines vordefinierten Bereichs voneinander liegen, Entfernen von einem der Referenzsignale als Reaktion darauf, dass die Frequenzen von jedem der Referenzsignale innerhalb des vordefinierten Bereichs voneinander liegen.
  9. System nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: Anwenden eines sekundären Pfades, um Antigeräuschsignale zu erzeugen, und Summieren der Antigeräuschsignale und der primären Geräuschsignale, um ein Fehlersignal zu erzeugen.
  10. System nach Anspruch 9, ferner umfassend Anwenden eines Bandpassfilters auf das schmalbandige Referenzsignal vor dem Erzeugen des geschätzten sekundären Pfades.
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