日益嚴重的噪聲污染問題影響著人們的日常工作和生活，有源噪聲控制技術(shù)能夠有效降低低頻噪聲，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于有源降噪耳機、汽車和飛機機艙降噪等方面。有源頭靠是有源噪聲控制的一個重要應(yīng)用，能夠減少誤差傳聲器周圍的低頻干擾。然而，大多數(shù)情況下傳聲器無法安裝在人耳處，且其降噪性能容易受到聲學(xué)通道響應(yīng)變化的影響。

對此，中科院噪聲與振動重點實驗室博士研究生張澤強與其導(dǎo)師楊軍研究員、吳鳴研究員等人提出了一種結(jié)合虛擬傳聲器方法和可調(diào)式頭靠結(jié)構(gòu)的多通道反饋有源噪聲控制系統(tǒng)，并且驗證了三種虛擬傳感方法（輔助濾波器方法、遠程傳聲器方法和虛擬傳聲器方法）在不同條件下的適用性。

相關(guān)研究成果在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊 Applied Sciences 。

虛擬傳感方法可以將降噪目標從遠處的傳聲器轉(zhuǎn)移到人耳處。影響虛擬傳感算法性能的主要因素是次級聲場與初級聲場的變化。研究人員提出的可調(diào)式頭靠結(jié)構(gòu)，將用于抵消噪聲的次級揚聲器和相應(yīng)的監(jiān)測誤差傳聲器作為一個整體移動，進而確保了在人頭移動和切換用戶時可以通過調(diào)節(jié)措施使次級聲場保持近似一致。虛擬傳聲器方法緩解了初級聲場變化對性能的影響，適用于混響時間較短的低頻噪聲場中。

實驗結(jié)果表明，這種新結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)于以往傳統(tǒng)的有源頭靠結(jié)構(gòu)。研究人員驗證了三種虛擬傳感算法在不同條件下的適用性，證實了當初級源變化（包括噪聲特性、位置和數(shù)量）并且受限于實際應(yīng)用無法重新測量任何傳遞函數(shù)時，虛擬傳聲器方法的性能最為穩(wěn)定。該有源噪聲控制系統(tǒng)可用于設(shè)計有源降噪頭靠，從而緩解在高噪聲環(huán)境下人們所受到的干擾。

本研究得到了國家自然科學(xué)基金（No.11804365）資助。

圖1 可調(diào)式頭靠結(jié)構(gòu)的設(shè)計模型 (圖/中科院聲學(xué)所)

圖2 初級源變化時不同虛擬傳感算法的性能 (圖/中科院聲學(xué)所)

關(guān)鍵詞：

有源噪聲控制；有源頭靠；可調(diào)式結(jié)構(gòu)；虛擬傳聲器方法；虛擬傳感方法

參考文獻：

ZHANG Zeqiang, WU Ming, GONG Chen, YIN Lan, YANG Jun. Adjustable Structure for Feedback Active Headrest System Using the Virtual Microphone Method. Applied Sciences. 2021; 11(11):5033. DOI: 10.3390/app11115033

論文連接：

https://www.mdpi.com/2076-3417/11/11/5033