[发明专利]一种利用主动降噪优化车内声品质的装置及方法

权利要求书

1.一种利用主动降噪优化车内声品质的装置,其特征在于，包括信号获取单元、信号处理装置、声音播放装置，所述信号处理装置包括去噪单元、存储单元、预处理单元、控制单元；所述信号获取单元分别连接去噪单元和控制单元，所述去噪单元连接存储单元，所述存储单元分别连接预处理单元和控制单元，所述预处理单元连接控制单元，所述控制单元连接声音播放装置。

2.根据权利要求1所述的一种利用主动降噪优化车内声品质的装置，其特征在于，所述信号获取单元为若干个声音传感器，设置在驾驶员座椅靠近人耳处，用于获取驾驶员人耳处的噪声信号x(k)和实现优化区域的误差信号e(k)。

3.根据权利要求1所述的一种利用主动降噪优化车内声品质的装置，其特征在于，所述声音播放装置为车载扬声器，用于将信号处理装置中生成单元的数字信号转化为声信号。

4.一种利用主动降噪优化车内声品质的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，信号获取单元获取原始噪声信号x(k)和误差信号e(k)；

步骤2，去噪单元对信号x(k)进行小波分解和重构，提取去噪后的有效信号x′(k)；并将有效信号x′(k)存储在存储单元中，作为预处理单元和基于滤波误差最小均方算法FELMS的控制单元的输入；

步骤3，预处理单元对有效信号x′(k)进行处理，通过计算确定噪声信号中需要控制的频带，进而得到FELMS算法中误差滤波器H(Z)的截止频率，以及增益幅值；

步骤4，将误差信号e(k)以及有效信号x′(k)输入到控制单元，控制单元根据输入的信号x′(k)生成次级声波信号s(k)，误差信号e(k)用于实时调节FELMS算法中横向滤波器W(Z)的权值，保证误差信号的均方值最小；

步骤5，根据控制单元发出的控制信号经过相移器、功率放大器传递至声音播放装置，声音播放装置作为次级声源发射次级声波传播至降噪区域对原有噪声信号x(k)进行选择性抵消，以达到优化声品质的目的。

5.根据权利要求4所述的一种利用主动降噪优化车内声品质的方法，其特征在于，确定噪声信号中需要控制的频带的方法为：所在预处理单元中，利用小波变换对x′(k)进行db小波包分解，分解为x₁′(k)、x₂′(k)、……、x_n′(k)等n个分量信号，计算n个分量信号对应的响度L′、L₁′、……、L_n′，建立线性模型如下：

L′＝a₁·L₁′+a₂·L₂′+…+a_n·L_n′

利用多元线性回归确定系数a₁、a₂、……、a_n，定义系数a₁、a₂、……、a_n为对应各分量频带的响度影响因子判定：

①当响度影响因子时，判定a_n对应分量频带响度贡献量大，需要进行控制；

②当响度影响因子时，判定a_n对应分量频带响度贡献量小，不需要进行控制。

6.根据权利要求5所述的一种利用主动降噪优化车内声品质的方法，其特征在于，信号x′(k)平均分解成的n个分量，且每个分量对应的频带的带宽为f_max-f_min，f_max为最大频率，f_min为最小频率。

7.根据权利要求4所述的一种利用主动降噪优化车内声品质的方法，其特征在于，所述误差滤波器的增益幅值由温控电路乘以某一常量确定，该常量由分量信号x_n′(k)的响度分析得出。