[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

说明书

本发明公开了一种利用主动降噪优化车内声品质的装置及方法，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。利用主动噪声控制选择性消声的特性，选取响度为控制目标，替换了参考信号，利用小波理论优化FELMS算法，不仅使控制噪声的频带尽量窄，减少了控制系统的运算量，提高收敛速度，而且大幅度的降低了响度，从而达到声品质优化车内声品质。

技术领域

本发明属于汽车振动与噪声领域，尤其涉及一种利用主动降噪优化车内声品质的装置及方法。

背景技术

研究表明：声压级(A、B、C计权)作为评价噪声的主要客观参数并不能准确反映人对噪声的主观感受，因此考虑人耳的听觉特性，结合人类心理学，研究人员提出了声品质的概念。

声品质是对声音性质的描述，反映的是人们对声音事件的主观感受。指人耳的听觉感知过程，然后人再根据自己的感知做出主观判断。该领域的科研人员也相继提出了影响声品质的客观参量，比如：响度、尖锐度、粗糙度、抖动度、音调度等。

主动噪声控制(ANC)，是在指定区域内人为地、有目的地产生一个次级声信号去控制初级声信号的方法。根据两个声波相消干涉条件,如果利用人为附加的次级声源产生与初级声源声波幅值相等、相位相反的声波,则两声波将在空间发生相干性叠加,形成消声“静区”，从而达到降噪的目的。主动降噪方法使噪声控制更有针对性。

传统的主动噪声控制(ANC)研究主要集中在降低噪声的声压级，但是声压级的降低并不一定能改善人的主观感受。因此，利用现有的技术来对声品质进行优化就显得尤为重要。

发明内容

本发明根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种利用主动降噪优化车内声品质的装置及方法，目的在于利用主动噪声控制选择性消声的特性，选取响度为控制目标，替换了参考信号，利用小波理论优化FELMS算法，不仅使控制噪声的频带尽量窄，减少了控制系统的运算量，提高收敛速度，而且大幅度的降低了响度，从而达到声品质优化车内声品质。

本发明是通过以下技术方案实现上述技术目的的：

一种利用主动降噪优化车内声品质的装置，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。

进一步，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)；

进一步，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，在车厢内播放次级噪声信号，以抵消驾驶员人耳处噪声；

一种利用主动降噪优化车内声品质的方法，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)，将原始噪声信号x(k)传输到去噪单元，将误差信号e(k)传输到控制单元；

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；