[发明专利]具有收敛检测的有源噪声消除系统

说明书

表示区域中的不期望的声学噪声的输入信号被一个或多个第一传感器捕获并被处理以生成消除信号。基于该消除信号生成输出信号，以使一个或多个声换能器至少部分地消除该区域中的不期望的声学噪声。表示该区域中的残余声学噪声的反馈信号被一个或多个第二传感器捕获。确定反馈信号、消除信号、以及消除信号与反馈信号的组合中每一者的特性。将一个或多个阈值与以下两者的比率进行比较：(i)消除信号与反馈信号的组合的特性和(ii)反馈信号的特性与消除信号的特性的组合，以确定收敛状态。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月14日提交的美国申请第16/683,539号的权益，该申请的公开全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开整体涉及检测自适应滤波器的系数的收敛，例如在执行声学噪声消除时。

背景技术

环境中的音乐或语音的感知质量可能因环境中存在的可变声学噪声而劣化。例如，当环境是移动的车辆时，噪声可能源于并取决于车辆速度、道路状况、天气和车辆状况。噪声的存在可能隐藏感兴趣的软声音并降低音乐的保真性或语音的可理解性。

自适应滤波器可生成声学输出，该声学输出被配置为相消干涉噪声信号，例如以减小移动车辆中的用户感知的噪声。这有时被称为噪声消除或有源噪声消除(ANC)。

发明内容

本文档描述了使得能够检测自适应滤波器的系数的收敛状态的技术，例如在有源噪声消除(ANC)系统中。在一些情况下，可通过测量目标位置处的噪声消除来获取收敛的绝对量度。然而，在一些情况下，噪声消除的测量可能不可用。例如，可能无法同时在ANC系统的开状态和ANC系统的关状态中测量信号。在此类情况下，本文所描述的技术利用目标位置处的噪声消除的预测以及消除信号与反馈信号的功率谱密度(PSD)之间的渐进关系来检测自适应滤波器的系数何时充分收敛。所描述的技术可用于向ANC系统告知已经实现了“良好”状态(例如，收敛状态)，在其中系统是稳定的并且噪声消除被有效地执行。响应于检测到收敛状态，可存储自适应滤波器的系数的值以供稍后使用。

此技术可提供优点，诸如减少ANC系统达到收敛状态所消耗的时间和/或处理。该技术还可提供在ANC系统可能变得不稳定的情况下将ANC系统快速恢复到“良好”状态的优点。在一些情况下，这里描述的技术可与其它系统诸如发散检测器组合，以进一步改善ANC系统的性能。

一般而言，一方面，一种方法包括：接收由一个或多个第一传感器捕获的输入信号，所述输入信号表示区域中不期望的声学噪声；利用一个或多个处理设备处理所述输入信号以生成消除信号；基于所述消除信号生成用于一个或多个声换能器的输出信号，所述输出信号被配置为使所述声换能器至少部分地消除所述区域中所述不期望的声学噪声；接收所述区域附近的一个或多个第二传感器所捕获的反馈信号，所述反馈信号至少部分地表示所述区域中的残余声学噪声；确定所述反馈信号的特性；确定所述消除信号的特性；确定所述消除信号与所述反馈信号的组合的特性；以及将一个或多个阈值与以下两者的比率进行比较：(i)所述消除信号与所述反馈信号的所述组合的所述特性、以及(ii)所述反馈信号的所述特性与所述消除信号的所述特性的组合，所述比较确定收敛状态。

具体实施可包括以下特征中的一者、或者两者或更多者的组合。所述方法可包括将自适应滤波器应用于所述输入信号以生成所述消除信号。响应于确定所述收敛状态，可存储所述自适应滤波器的系数。生成所述消除信号可包括估计从所述一个或多个声换能器到用户耳朵的传递函数。所述消除信号与所述反馈信号的所述组合的所述特性、所述反馈信号的所述特性、或所述消除信号的所述特性中的任意者可以是功率谱密度。所述一个或多个第一传感器可以是加速度计。所述一个或多个第一传感器和所述一个或多个第二传感器可设置在车辆处。所述反馈信号可包括表示音乐或语音的音频信号分量。