[發明專利]一種基于主動降噪的家居環境聲音抑制信號的分布方法

在審

• 申請號: 201810121985.1
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108376541A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 唐智靈;姜靜月;藍如師;韋永成;羅笑南
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G10K11/178
• 分類號: G10K11/178
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 周雯

本發明公開了一種基于主動降噪的家居環境聲音抑制信號的分布方法，采用基于Filtered?x最小均方差算法的多通道主動降噪系統框架結構進行建模。在家居環境中實現一個靜音區，人們可以在這個區域內不受定點限制并且避免因長期佩戴耳塞的不適而享受到一種安靜氛圍。在該仿真模型中，提出了一個基于幾何聲學的七個路徑法對聲學路徑進行了建模。其次，可視化整個室內空間的三維聲場；此外，為了衡量仿真系統的降噪效果，檢測聲音抑制系統下的信號數據，利用FCM算法對其進行聚類，引入Delaunay三角剖分算法集成相應的聲音分布區域，可以將仿真的性能直接表現在三維空間上。

技術領域

本發明涉及計算機圖形學領域，具體涉及一種基于主動降噪的家居環境聲音抑制信號的分布方法。

背景技術

噪音是現代人類生活中不可避免的聲音污染，長期接觸噪音對人們的健康將產生不良影響，進行噪音分析和控制的研究受到國內外研究人員的重視。人們面臨的不再只是來自室外的噪音，在室內也常常受到噪音的困擾。其中，大功率電器噪音，或同處一室他人活動(說話、唱歌、看電視等) 發出的聲音，在人需要休息或工作時，這些都會成為干擾他們的噪音，而這些環境噪音大大降低了人體的聲學舒適度，使得工作效率變低、休息不好，長期影響甚至會造成聽力損傷或非聽覺影響，比如煩躁、睡眠障礙、心血管疾病等。因此，如何構建一個安靜區域降低入耳噪音，改善居家環境是一項值得研究的課題。

隨著生活質量的不斷提升，各種智能化產品和技術層出不窮，家居環境舒適性成為人們安居樂業的基本需求。家居聲音舒適性研究作為數字家庭關鍵技術的重要組成部分，是傳統居家生活向智能居家邁進的重要一步。通過對家居環境中的聲場進行聲音抑制和對抑制信號的分布情況說明，促進家居聲音舒適性研究，不但可以仿真整個居家環境的聲場分布，同時也可以為其他數字家庭產品研究提供支持。

家庭環境中，人體對環境的需求是希望時刻感到自在舒適，并且大多時候更尋求一種安靜的氛圍，佩戴降噪耳塞一定程度上滿足了這樣的條件。然而長時間的佩戴也會使人感覺不適，也不能同時滿足多人需求。

為了使室內生活更加舒適，采用基于Filtered-x最小均方差算法的多通道主動降噪系統框架結構進行建模。其主要目標是在家居環境中實現一個靜音區，人們可以在這個區域內不受定點限制并且避免因長期佩戴耳塞的不適而享受到一種安靜氛圍。在該仿真模型中，為了描述空間中聲音的傳播方式，針對傳統的鏡像法進行分析，簡化了該方法，提出了一個基于幾何聲學的七個路徑法對聲學路徑進行了建模，改進的方法不僅能夠反映聲音的傳播方式，在計算方法更為簡化。此外，為了衡量仿真系統的降噪效果，引入Delaunay三角剖分算法集成相應的聲音分布區域，可以將仿真中的性能直接表現在三維空間上。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種基于主動降噪的家居環境聲音抑制信號的分布方法，該方法通過將抑制系統下的聲音信號進行三角剖分，得到降噪后的聲音區域，實現局部降噪區的直觀表示，同時Delaunay三角網最接近于規則化，得到的三角面片最為穩定。

實現本發明目的的技術方案是：

一種基于主動降噪的家居環境聲音抑制信號的分布方法，具體包括如下步驟：

1)建立聲音抑制系統的理論框架；

2)運用幾何聲學的七個路徑法模擬聲源在室內空間中的傳播；

3)可視化整個室內空間三維聲場；

4)檢測抑制系統下的聲音信號點集；

5)利用FCM算法對抑制后的信號點集聚類；

6)將聚類結果通過Delaunay剖分算法可視化降噪效果；

經過上述的步驟，直觀地呈現了室內抑制系統后的聲音分布情況。