用于远程麦克风技术的接近度补偿系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月1日提交的美国临时申请号62/679,275的权益，所述申请的公开内容特此以引用的方式全文并入本文。

本文公开了与用于远程麦克风技术的接近度补偿有关的方法和系统。

背景技术：

车辆通常包括主动降噪(anc)技术，以减少车厢内的环境噪声。此类anc技术可能需要将各种麦克风放置在车厢内。这些麦克风可以帮助anc系统生成误差信号。然而，通常在车厢内的某些位置处存在实体麦克风是不实际的。在这些情况下，可以使用远程麦克风技术。

技术实现要素：

一种用于车辆的远程麦克风系统可以包括：至少一个实体麦克风，所述至少一个实体麦克风布置在车厢内并被配置为生成所述车辆内的虚拟麦克风位置处的误差信号；数据库，所述数据库被配置为维持预先测量座椅位置和相关联传递函数的查找表；和处理器。所述处理器可以被配置为：接收指示所述车辆内的座椅位置的座椅位置；并且将与所述预先测量位置相关联的传递函数应用于所述至少一个实体麦克风的初级噪声信号以生成所述误差信号。

一种用于估计误差信号以在车辆内进行降噪的远程麦克风系统可以包括：至少一个实体麦克风，所述至少一个实体麦克风布置在车厢内并被配置为在车辆座椅处生成所述车辆内的虚拟麦克风位置处的误差信号；数据库，所述数据库被配置为维持预先测量座椅位置和相关联传递函数的查找表；和处理器。所述处理器可以被配置为：接收所述车辆座椅的座椅位置；并且将与所述座椅位置相关联的传递函数应用于所述至少一个实体麦克风的初级噪声信号以生成所述误差信号。

一种用于估计虚拟麦克风的误差信号以在车辆内进行降噪的方法可以包括：接收车辆座椅的座椅位置；确定所述座椅位置是否对应于预先测量座椅位置；以及将与所述座椅位置相关联的传递函数应用于至少一个实体麦克风的初级噪声信号以生成误差信号。

附图说明

在所附权利要求中特别地指出本公开的实施方案。然而，通过结合附图参考以下具体实施方式，各种实施方案的其他特征将变得更显而易见并且将得到最好的理解，在附图中：

图1示出了用于远程麦克风技术(rmt)的示例接近度补偿系统；

图2示出了图1的系统的示例远程麦克风技术图；

图3示出了用于近似rmt的传递函数的示例示意图；

图4示出了示出传递函数的使用的示例示意图；

图5示出了示出传递函数的使用的另一示例示意图；并且

图6示出了用于确定传递函数的示例过程。

具体实施方式

根据需要在本文公开了本实施方案的详细实施方案；然而，将理解，所公开的实施方案仅仅示范了可能以各种和替代性形式体现的实施方案。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本发明的代表性基础。

传统上，远程麦克风技术采用车辆内的实体麦克风，并在没有实体麦克风的位置处施加误差信号。此远程或虚拟位置通常位于定向于乘员耳朵的区域。这种远程麦克风技术涉及初步阶段，在该阶段中在实体位置和虚拟位置处利用麦克风进行测量，从而识别这两个位置之间的关系。这两个位置之间的传递函数可以通过初次噪声测量或经由使用全向声源的声学传递函数方法来创建。此传递函数可以从单个实体麦克风到单个虚拟麦克风存在，或以多个实体麦克风到单个虚拟麦克风存在。可以使用后一个示例，因为通常单个实体麦克风无法始终近似虚拟位置处的信号。

但是，现有的远程麦克风技术采用实体麦克风和虚拟麦克风之间的固定位置。当乘员移动或调整其座椅时，情况可能并非如此。在座椅的此类移动之后，乘员的耳朵位置也移动，因此使得虚拟麦克风的虚拟位置不准确。这可能会影响anc系统的降噪性能和稳定性。

本文描述的是一种基于乘员的座椅位置来确定虚拟麦克风的传递函数的系统。某些座椅位置可以预先测量并与传递函数相关联。因此，可以基于当前座椅位置来确定和选择传递函数。这可以通过将座椅位置与一组预先测量位置进行比较来完成。如果座椅位置对应于预先测量位置中的一个，则选择与预先测量位置相关联的传递函数。如果座椅位置不对应于预先测量位置中的一个，则传递函数将插值在预先测量位置之间。即，如果座椅位置在第一预先测量位置和第二预先测量位置之间，则将基于与第一预先测量位置和第二预先测量位置中的每个相关联的传递函数的插值来选择传递函数。

图1示出了用于远程麦克风技术(rmt)的示例接近度补偿系统100。系统100可以被包括在车辆102中并且包括被配置为执行本文描述的方法和过程的处理器105。处理器105可以包括控制器(在图2中示为控制器105)和存储器108，以及专用于车辆102内的音频处理的其他部件。处理器105可以是一个或多个计算装置，诸如用于处理命令的四核处理器，诸如计算机处理器、微处理器或任何其他装置、一系列装置或能够执行本文讨论的操作的其他机制。存储器可以存储指令和命令。指令可以是软件、固件、计算机代码或它们的某种组合的形式。存储器可以是一个或多个数据存储装置的任何形式，诸如易失性存储器、非易失性存储器、电子存储器、磁存储器、光存储器或任何其他形式的数据存储装置。在示例中，存储器可以包括2gbddr3，以及其他可移除存储器部件，诸如128gbmicrosd卡。

存储器108可以存储将被应用并且与各种座椅位置和地点相关联的传递函数的查找表。这些预先测量传递函数可以与预先测量位置相关联。如果座椅位置对应于预先测量位置中的一个，则选择与预先测量位置相关的传递函数如果座椅位置不对应于预先测量位置中的一个，则传递函数可以插值在预先测量位置之间。即，如果座椅位置在第一预先测量位置和第二预先测量位置之间，则将基于与第一预先测量位置和第二预先测量位置中的每个相关联的传递函数的插值来选择传递函数

处理器105可以与至少一个实体麦克风110通信。在图1的示例中，实体麦克风110可以包括多个实体麦克风110。系统100可以包括扬声器115。扬声器115可以布置在整个车辆中以向车厢提供音频。扬声器115可以包括各种驱动器，包括中音驱动器、高音扬声器和低音扬声器。这些扬声器115可以布置在整个车辆中。系统100还可以包括放大器120。

车辆102可以包括各种车辆座椅140。这些座椅140可以是在车辆使用期间乘客和乘员通常就座的区域。如上所解释的，rmt技术可以包括虚拟麦克风位置。图1示出了至少一个虚拟麦克风位置。如所解释的，虚拟麦克风位置可以是乘员耳朵附近的位置。每个座椅140在与其相关联的虚拟麦克风位置处可具有至少一个虚拟麦克风130。在图1的示例中，每个座椅140具有与其关联的两个虚拟麦克风130，座椅140的每侧一个。

每个座椅140可以包括被配置为检测座椅位置的至少一个传感器142。座椅位置可以是车辆102内的座椅140的相对位置。车辆座椅140可被竖直地、横向地、轴向地、水平地调整等。座椅位置可以包括竖直位置、横向位置、轴向位置中的一者或多者。一个或多个传感器142可以向处理器105提供座椅位置。存储器108内的查找表然后可以进而用于将传递函数与预先测量座椅位置相关联。

图2示出了图1的系统100的示例远程麦克风技术图。如所解释的，系统100可以包括处理器105，在本文中也被描述为控制器105。图2中提供的各种信号和路径包括：

y(n)控制信号n时间样本

sp(z)次级(电声)路径z频率

yp(n)次级(抗噪声)信号

dp(n)初级噪声源信号

估计的次级(电声)路径**

估计的抗噪声信号

ep(n)在实体麦克风位置处评估的误差

实体位置处的估计的初级噪声信号

实体麦克风和虚拟麦克风之间估计的传递函数

到虚拟麦克风的估计的次级(电声)路径**

虚拟位置处的估计的初级噪声信号

虚拟位置处的估计的抗噪声信号

虚拟位置处的估计的误差

控制器105可以将控制信号y(n)输出到次级路径sp(z)。次级路径sp(z)可以产生到实体麦克风110的抗噪声信号yp(n)。控制器105可以将控制信号y(n)提供给到虚拟麦克风130的估计的次级(电声)路径所估计的次级路径可以提供虚拟麦克风130处的估计的抗噪声信号

实体麦克风110可以接收初级噪声源信号dm(n)和次级抗噪声信号ym(n)，并输出在实体麦克风位置处评估的误差信号em(n)。可以从170处的误差信号em(n)中去除或减去估计的抗噪声信号以在实体位置110处提供估计的初级噪声信号

估计的传递函数可以应用于实体位置110处的估计的初级噪声信号并在虚拟麦克风130处产生估计的初级噪声信号可以基于初步标识阶段或实体麦克风和虚拟麦克风之间存储的传递函数之间的插值来生成和确定此传递函数使得如果乘员移动其座椅140，保持降噪性能并且稳定性没有问题。这在下面更详细地描述。因为传递函数基于座椅位置，所以传递函数尤其与虚拟麦克风130的位置有关。

控制器105还将控制信号y(n)提供给到虚拟麦克风130的估计的次级(电声)路径。到虚拟麦克风130的估计的次级路径可以向虚拟麦克风130提供虚拟位置处的估计的抗噪声信号。虚拟麦克风130可以接收虚拟位置处的估计的初级噪声信号，将其添加到虚拟位置处的估计的抗噪声信号，并提供虚拟麦克风位置处的估计的误差。

图3示出了用于使用自适应滤波器和最小均方(lms)优化例程来近似传递函数的示例示意图，以计算表示传递函数的有限冲激响应(fir)滤波器的系数。此方法还可能与初级噪声信号或次级路径有关。在此示例传递函数中，滤波器系数可以随着座椅位置的改变而改变。

附加地或替代地，传递函数可以近似为初级噪声信号的互谱密度(实体信号与虚拟信号)与自谱密度(实体信号)的比率，表示为：

上面的示例传递函数可以取决于初级噪声信号的线性，并且取决于应用。

参照图3，使用lms来近似传递函数允许系统100基于座椅位置存储多个滤波器系数。在初步标识阶段，这可能包括多次测量。控制器105可以将座椅位置识别为多个预先测量位置中的一个。控制器105可以基于识别出的座椅位置来检索传递函数替代地，可以测量一系列离散的传递函数然后在座椅140沿着预先测量位置移动时在它们之间进行插值。

因此，可以基于座椅位置来确定和选择传递函数这可以通过将座椅位置与预先测量位置进行比较来完成。如果座椅位置对应于预先测量位置，则选择与预先测量位置相关联的传递函数如果座椅位置不对应于预先测量位置中的一个，则将传递函数在这些预先测量位置之间进行插值。即，如果座椅位置在第一预先测量位置和第二预先测量位置之间，则将基于与第一预先测量位置和第二预先测量位置中的每个相关联的传递函数的插值来选择传递函数

当前的头部跟踪方法比较麻烦，并且许多车辆没有配备这种功能。此机制避免了对特定的头部跟踪装置、相机、超声传感器等的需求，并使用了现有的元件。

图4示出了示例示意图，示出了实体麦克风和虚拟麦克风之间的随着座椅位置而变化的传递函数的使用。在图4的示例中，可以使用两个实体麦克风110和一个虚拟麦克风130(图4中未示出)。在图4中，m1和m2是在实体麦克风和虚拟麦克风130之间的随座椅位置而变化的传递函数。

图5示出了另一示例示意图，示出了实体麦克风和虚拟麦克风之间的随着座椅位置而变化的传递函数的使用。多个实体麦克风可以用于虚拟麦克风预测。估计的次级路径sl，m(n)可以提供虚拟麦克风130处的估计的抗噪声信号ym(n)。实体麦克风110可以接收初级噪声源信号de’m(n)和次级抗噪声信号yv’m(n)，并输出在实体麦克风位置处评估的误差信号ev’m(n)。快速傅立叶变换可以应用于误差信号ev’m(n)。其他求和的互谱、快速傅立叶变换、快速傅立叶逆变换、矩阵等也可以用于接近度补偿。

估计的传递函数可以应用于实体位置110处的估计的初级噪声信号并且产生虚拟麦克风130处的估计的初级噪声信号图6示出了用于确定传递函数的示例过程600。此过程600可以由控制器/处理器105执行。过程600可以在框605处开始，在该框处，控制器105可以从座椅140中的一个接收当前座椅位置。

在框610处，控制器105可以确定当前座椅位置是否对应于预先测量座椅位置。如果是，则过程600前进到框615。如果否，则过程600前进到框620。

在框615处，控制器105选择与对应的预先测量座椅位置相关联的传递函数

在框620处，控制器105基于至少两个已知的预先测量位置的插值来选择传递函数即，可以通过在与两个已知的预先测量函数相对应的传递函数之间选择传递函数来确定传递函数。

然后过程600结束。

本公开的实施方案通常提供多个电路或其他电气装置。对所述电路和其他电气装置以及它们各自提供的功能性的所有参考无意受限于仅涵盖本文所说明和描述的内容。虽然可能将特定标记指派给所公开的各种电路或其他电气装置，但是此类标记无意限制所述电路和其他电气装置的操作范围。此类电路和其他电气装置可基于所期望的特定类型的电气实现方式通过任何方式彼此组合和/或分离。将认识到，本文公开的任何电路或其他电气装置可以包括相互协作以执行本文所公开的操作的任何数量的微控制器、图形处理器单元(gpu)、集成电路、存储器装置(例如，闪存、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或它们的其他合适的变体)和软件。另外，所述电气装置中的任何一者或多者可以被配置为执行体现在被编程为执行任何数目的所公开的功能的非暂时性计算机可读介质中的计算机程序。

虽然在上文描述了示范性实施方案，但是并不意图这些实施方案描述本发明的所有可能的形式。而是，本说明书中所使用的字词为描述性而非限制性的字词，并且应理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。另外，可以组合各种实施的实施方案的特征以形成本发明的其他实施方案。