[發(fā)明專利]一種聲品質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910698061.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110503937B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商志豪;曾發(fā)林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G10K11/178
• 分類號(hào): G10K11/178
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種聲品質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)及其方法，包括聲音采集裝置、信號(hào)處理裝置、聲音播放裝置；聲音采集裝置用于采集原始噪聲信號(hào)x(k)；信號(hào)處理裝置包括去噪單元、存儲(chǔ)單元、預(yù)處理單元和基于FELMS算法的控制單元；去噪單元用于將原始噪聲信號(hào)x(k)進(jìn)行處理，得到有效噪聲信號(hào)x'(k)；預(yù)處理單元用于將有效噪聲信號(hào)x'(k)分解為n個(gè)分量信號(hào)，對(duì)得到的加權(quán)參數(shù)的最大值max(W_L?R)對(duì)應(yīng)的IMF分量進(jìn)行FFT分析，確定有效噪聲信號(hào)x'(k)需要選擇性控制的頻帶，進(jìn)一步確定基于FELMS算法的控制單元中誤差濾波器的截止頻率；基于FELMS算法的控制單元用于將存儲(chǔ)單元里的有效噪聲信號(hào)x'(k)生成次級(jí)噪聲信號(hào)s(k)，經(jīng)聲音播放裝置播放抵達(dá)降噪?yún)^(qū)域和原始噪聲信號(hào)x(k)干涉抵消，以達(dá)到優(yōu)化聲品質(zhì)的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車振動(dòng)與噪聲領(lǐng)域，具體涉及一種聲品質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

研究表明：聲壓級(jí)(A、B、C計(jì)權(quán))作為評(píng)價(jià)噪聲的主要客觀參數(shù)并不能準(zhǔn)確反映人對(duì)噪聲的主觀感受，因此考慮人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，結(jié)合人類心理學(xué)，研究人員提出了聲品質(zhì)的概念。

聲品質(zhì)是對(duì)聲音性質(zhì)的描述，反映的是人們對(duì)聲音事件的主觀感受。指人耳的聽(tīng)覺(jué)感知過(guò)程，然后人再根據(jù)自己的感知做出主觀判斷。該領(lǐng)域的科研人員也相繼提出了影響聲品質(zhì)的客觀參量，比如：響度、尖銳度、粗糙度、抖動(dòng)度、音調(diào)度等。

主動(dòng)噪聲控制(ANC)，是在指定區(qū)域內(nèi)人為地、有目的地產(chǎn)生一個(gè)次級(jí)聲信號(hào)去控制初級(jí)聲信號(hào)的方法。根據(jù)兩個(gè)聲波相消干涉條件，如果利用人為附加的次級(jí)聲源產(chǎn)生與初級(jí)聲源聲波幅值相等、相位相反的聲波，則兩聲波將在空間發(fā)生相干性疊加，形成消聲“靜區(qū)”，從而達(dá)到降噪的目的。主動(dòng)降噪方法使噪聲控制更有針對(duì)性。

傳統(tǒng)的主動(dòng)噪聲控制(ANC)研究主要集中在降低噪聲的聲壓級(jí)，但是聲壓級(jí)的降低并不一定能改善人的主觀感受?，F(xiàn)有技術(shù)中也存在通過(guò)優(yōu)化聲品質(zhì)進(jìn)行主動(dòng)噪聲控制的方法，但是現(xiàn)有技術(shù)中只考慮單個(gè)客觀參量如響度，然而粗糙度也是影響煩惱度等級(jí)的重要因素，所以，當(dāng)響度達(dá)到最優(yōu)時(shí)，并不一定能使聲品質(zhì)得到最佳的改善。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種聲品質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)及其方法，該方法利用主動(dòng)噪聲控制選擇性消聲的特性，選取響度、粗糙度的加權(quán)參數(shù)W_L-R為控制目標(biāo)，替換參考信號(hào)，利用EMD理論優(yōu)化FELMS算法，不僅使控制噪聲的頻帶盡量窄，減少了控制系統(tǒng)的運(yùn)算量，提高收斂性；將有效噪聲信號(hào)x′(k)生成次級(jí)噪聲信號(hào)s(k)，在降噪?yún)^(qū)域于原始噪聲選擇性干涉抵消，以達(dá)到優(yōu)化聲品質(zhì)的目的。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種聲品質(zhì)優(yōu)化系統(tǒng)，包括聲音采集裝置、信號(hào)處理裝置、聲音播放裝置；

所述聲音采集裝置用于采集原始噪聲信號(hào)x(k)；

所述信號(hào)處理裝置包括去噪單元、存儲(chǔ)單元、預(yù)處理單元和基于FELMS算法的控制單元；所述去噪單元用于將原始噪聲信號(hào)x(k)進(jìn)行處理，得到有效噪聲信號(hào)x′(k)；所述存儲(chǔ)單元用于將所述有效噪聲信號(hào)x′(k)存儲(chǔ)；所述預(yù)處理單元用于將有效噪聲信號(hào)x′(k)分解為n個(gè)分量信號(hào)：IMF₁、IMF₂、......、IMF_n，計(jì)算每個(gè)分量的聲品質(zhì)參數(shù)響度和粗糙度，并進(jìn)行加權(quán)處理，得到響度和粗糙度的加權(quán)參數(shù)W_L-R，對(duì)得到的加權(quán)參數(shù)的最大值max(W_L-R)對(duì)應(yīng)的IMF分量進(jìn)行FFT分析，確定有效噪聲信號(hào)x′(k)需要選擇性控制的頻帶，進(jìn)一步確定基于FELMS算法的控制單元中誤差濾波器的截止頻率；所述基于FELMS算法的控制單元用于將存儲(chǔ)單元里的有效噪聲信號(hào)x′(k)生成次級(jí)噪聲信號(hào)s(k)，經(jīng)聲音播放裝置播放抵達(dá)降噪?yún)^(qū)域，和原始噪聲信號(hào)x(k)干涉抵消；

所述聲音采集裝置與去噪單元連接；所述去噪單元和存儲(chǔ)單元連接；所述存儲(chǔ)單元分別和預(yù)處理單元和基于FELMS算法的控制單元連接；所述基于FELMS算法的控制單元和聲音播放裝置連接。