專利名稱：聲學地改善環(huán)境的設備及相關方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聲學地改善環(huán)境的設備以及相關方法。
背景技術：
多年來已經(jīng)公認噪聲是工業(yè)、辦公和生活環(huán)境的主要問題。材料技術上的進步對此提供了一些解決辦法。但是，這些解決辦法都以相同的方式著手處理該問題，即通過降低受控空間中的噪聲水平改善聲音環(huán)境。只要涉及降低噪聲都把這種相對固定的方法看成是空間設計中的主要設計指南。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明力圖提供一種聲學地改善環(huán)境的更靈活的設備和方法。
本發(fā)明廣義上提供一種電子聲音篩選系統(tǒng)，其包括；用于接收聲能(acoustic energy)并把聲能轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，用于對所述電信號進行頻譜變換的裝置，以及用于把變換后的信號轉(zhuǎn)換成聲音的輸出裝置。
依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供用于聲學地改善環(huán)境的設備，其包括用于在傳聲媒體上產(chǎn)生中斷的隔開裝置；用于接收聲能并把聲能轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，用于對所述信號進行頻譜變換的裝置以及用于把所述變換后的信號轉(zhuǎn)換成聲音的輸出裝置。
人腦把聲音解釋為悅耳的和不悅耳的，即希望的和不希望的。為簡便引用，以下把不希望的聲音稱為“噪聲”。
用來進行頻譜變換的裝置可包括微處理器或數(shù)字信號處理器(DSP)。也可以使用臺式或膝上計算機。在這二種情況中使用一種算法來定義該設備對檢測到的噪聲的響應。根據(jù)處理器或計算機芯片中含有的算法進行噪聲至聲音的變換是有好處的。
該算法根據(jù)建立周圍噪聲的實時變換來產(chǎn)生更加舒適的聲音環(huán)境而工作是有益處的。該算法分析周圍噪聲的結構成份并且為了產(chǎn)生舒適的聲音環(huán)境進行屏蔽原始噪聲或者建立諧波成份的變換。
一種優(yōu)選算法借助一系列它們的中心頻率是基頻(即最低頻率)的倍數(shù)的帶通濾波器通過建立聲音中的諧波來運算。該算法能夠檢測某些“干擾性的”或不希望的聲音事件或者噪聲的頻率并且調(diào)整它的濾波函數(shù)以便建立更平滑的聲音輸出。
在一特別優(yōu)選的實施例中，該算法模仿人類聽覺感知系統(tǒng)以及可在聽覺試驗心理學手冊中得到的相關試驗數(shù)據(jù)。已經(jīng)進行過各種聲音/噪聲環(huán)境下不同情況/位置的若干例子的研究。得到數(shù)字記錄并且接著在不同位置上播放聲音信號。還利用頻譜圖分析這些聲音信號并且其結果和音樂片斷頻譜圖以及自然聲音記錄的頻譜圖進行比較。該數(shù)據(jù)的分析已產(chǎn)生包含在該算法內(nèi)的設計準則，該算法通過實時地分析輸入的噪聲調(diào)節(jié)聲音信號并產(chǎn)生可由用戶調(diào)節(jié)的聲音輸出以便和不同環(huán)境、活動或美學偏好匹配。該算法是以Apple Macintosh(商標)計算機可用的MAX編程語言編程的。后面說明該算法的一個例子。
該設備最好具有一個軟簾形式的隔開裝置，不過，應理解該裝置也可以是硬的。
該簾最好具有一個或多個剛性或半剛性的用于支承輸出裝置的部分。
該簾可以由多個用軟材料，例如聚氨酯或硅橡膠制造的組件組成。每個組件最好具有1毫米至2毫米之間的基本不變的厚度，可把組件裝配在一起以形成高度不同寬度相同的屏幕或空間隔板?；窘M件尺寸典型地為1200毫米×400至450毫米(寬×高)。
每個組件最好包括一個整體地模制在簾內(nèi)或者網(wǎng)板印刷在簾上的導電通路。
使用二種不同的基本組件來形成屏幕第一簾組件可具有多條導電通路并含有聲頻輸出裝置，而第二簾組件也可具有導電通路并且通過該導電通路把電源經(jīng)變壓器和其它簾組件相連。
在一優(yōu)選實施例中，第二組件可包括對輸入信號進行數(shù)字信號處理以產(chǎn)生變換后的信號的DSP部件，該變換后的信號接著輸出到一個或多個輸出部件，可以通過可充電鋰電池或者通過經(jīng)變壓器的電源電壓提供功率。供選地，該DSP部件可配置成接收至該簾的紅外輸入以供用戶調(diào)節(jié)或接通/斷開輸出的舒適聲音環(huán)境。
該簾還可包括二種或更多種具有不同聲學特性的材料。這些材料可由抽真空的或者填以流體例如空氣或其它材料的空間或體積隔開。至少一個表面是相對硬的以便充當聲音反射器。硬材料的例子包括玻璃、鋼和諸如碳纖維環(huán)氧樹脂和Kevlar(商標)環(huán)氧樹脂的層壓制品。這樣的硬材料還可以結合諸如泡沫材料或紡織品如絲絨或Kevlar(商標名)織品的吸音材料。
一種特別有效的簾包括由鋁蜂窩芯夾層材料構成的并且?guī)в心z乳、聚氨酯或高彈橡膠皮的半軟組合式簾。
隔開介質(zhì)可以是半透明的以吸引視覺。當然，可理解它可以是不透明的或真正透明的。
依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種制造簾的方法，該方法包括步驟把導電通路嵌入在柔性材料中或柔性材料上，該導電通路適用于連接用來接收聲能的裝置和用來把所述聲能變換成信號的裝置，從而修改其頻譜成份，并且在用于為所述變換后的信號提供至聲頻輸出裝置的通路。
本發(fā)明的電子聲音篩選系統(tǒng)通過把噪聲變換成非干擾性聲音提供舒適的聲音環(huán)境。隔開裝置可以看成是一個包含著無源和有源元件的智能織品。該無源元件充當吸音器，以把噪聲水平降低數(shù)分貝。而有源元件則把剩余噪聲變換成舒適的聲音。后者是通過利用電系統(tǒng)記錄并接著處理原始聲音信號達到的。變換后的聲音信號則可通過和隔開裝置連接的揚聲器播放。
本發(fā)明具有無數(shù)應用。例如，它可作為有源(active)噪聲處理系統(tǒng)用于商店、辦公室、醫(yī)院或?qū)W校。
替代求解出復雜方程從而構建在良好描述和受控的空腔(例如轎車內(nèi)部或人耳內(nèi)腔)中消除噪聲的系統(tǒng)的做法，本發(fā)明提供一種在任何聲音環(huán)境下通過修改其輸出而工作的通用系統(tǒng)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種有源噪聲消除系統(tǒng)，其包括至少一個被配置用來檢測噪聲的麥克風，一個用于產(chǎn)生反噪聲的數(shù)字信號處理(DSP)部件以及一組播放反噪聲的揚聲器。
可以從德克薩斯儀器公司得到這種數(shù)字信號處理(DSP)部件。其物理尺寸通常大約為100毫米×150毫米。這種部件可包括用于利用并行端口通過PC輸入數(shù)據(jù)的電路。在需要大量這種部件的情況下，可以替代地使用不可再編程的DSP芯片并且可省略該并行端口。
本發(fā)明是智能的并且能預測(通過記錄以前的噪聲)未來的噪聲，以便修改傳遞函數(shù)并且對非實時的處理進行補償。用于篩選或者變換噪聲的設備與噪聲消除系統(tǒng)之間的功能的關系是顯然的，二者包含相同的部件，但各以不同的方式使用這些部件。篩選設備不嘗試消除輸入的噪聲，而是處理噪聲使其成為構建諧波的基礎。
本發(fā)明最好把噪聲水平降低6-12分貝。


下面參照各附圖僅作為例子進一步說明本發(fā)明，附圖是圖1是示出本發(fā)明的操作的總示意圖；圖2和圖3分別示出在本發(fā)明的聲變換之前的街道噪聲頻譜圖和聲變換后所生成的聲音的頻譜圖；圖4是本發(fā)明的第一實施例的示意圖；圖5示出圖4的實施例中采用的簾組件；圖6是安裝在圖5的簾組件上的激勵器或振動器的平面圖；圖7是沿圖6中的線AA的剖面圖；圖8是用來產(chǎn)生圖5的簾組件的模具的透視圖；圖9示出把多個圖5所示的簾組件連接在一起以形成一個簾；圖10是一個透視圖，示出如何把各個簾組件的邊緣機械地連接在一起；
圖11是表示本發(fā)明中所采用的電路的電路方塊圖；圖12至14是表示圖11的電路中使用的算法的流程圖；圖15是本發(fā)明第二實施例的示意圖；圖16示出圖15的第二實施例中使用的簾組件；圖17示出多個連接在一起的并包括圖16所示的簾組件的簾組件；圖18是本發(fā)明的第三實施例的示意圖；圖19示出圖18的第三實施例中使用的簾組件；圖20是圖19的簾組件中使用的板的透視圖；以及圖21示出圖10中所示的機械連接的修改以把簾組件連接在一起。
首先參照圖1至圖3，圖1中示出一種用于聲學地改善環(huán)境的設備，該設備包括一個以簾10為形式的隔開裝置。該設備還包括多個麥克風12，它們可離簾10一段距離設置，或者它們可安裝在或集成在簾10的一個表面上。麥克風12和數(shù)字信號處理器(DSP)14電連接并且因此和一些揚聲器16電連接，這些揚聲器同樣可離簾10一段距離設置或者安裝在或集成在簾10的一個表面上。簾10在諸如空氣的傳聲媒體中產(chǎn)生中斷，并且主要起吸音部件的作用。
簾10最好由柔性材料組成，例如用透明尼龍或單絲聚酯紗織成的半透明絲絨織品，或者是模制的合成橡膠或聚氨酯板。其它適用的材料包括紡織品和由KEVLAR(商標)或碳纖維環(huán)氧樹脂制成的層壓制品。所有這些材料都具有良好的吸音特性，也可以在該材料上紡織或加印可見圖案、信息或顏色已產(chǎn)生美觀效果。
麥克風12從周圍環(huán)境吸收環(huán)境噪聲并且把這種噪聲轉(zhuǎn)換成電信號以提供給DSP14。在圖1中示出表示這種噪聲的頻譜圖17，并且在圖2中示出這樣的頻譜圖的一個例子。DSP14采用一種用于對這樣的電信號進行頻譜變換的算法并且以修改后的電信號的形式提供輸出給揚聲器16。在圖1中示出代表這種修改后的電信號的頻譜圖19，并且在圖3中示出這樣的頻譜圖的一個例子。從揚聲器16發(fā)出的聲音最好是聲學信號，其代表已經(jīng)從其中濾掉或屏蔽掉不希望的聲音及噪聲的原始環(huán)境噪聲和/或已對其添加了諧波成份的原始環(huán)境噪聲，從而產(chǎn)生舒適品質(zhì)。當然。從這些揚聲器發(fā)出的聲音也可以是用來抵消原始噪聲的反噪聲(anti-noise)。
現(xiàn)參照圖4至14說明本發(fā)明的第一實施例。如圖4中所示，在該第一實施例中，各麥克風12和各揚聲器16都安裝在簾10上。其它方面該實施例則按圖1說明，并且類似部分用相同的參照數(shù)字表示。
圖5示出一個簾組件20，它可以構成整個簾10，或者，如在本例中，它只構成簾10的一部分。該簾組件20是用軟橡膠材料做成的并且模制成其內(nèi)部有多條電線22，每條電線從組件20的上緣24延伸到組件20的下緣26。各導線22分別在節(jié)點28和交叉點30處相交，其中在各節(jié)點28處導線電氣上連通，而在交叉點30處相關導線保持電絕緣。在簾組件的上、下緣24、26處，一些導線22分別端接在連接件32處，通過這些連接件這些導線可以和相鄰簾組件中的導線電氣連接。
除各導線22外，簾組件20還以功率放大器34和激勵器或振動器36的形式具有一個相應的麥克風12和一個相應的揚聲器16。在圖6和圖7中示出安裝在該簾組件20材料的加強部分上的激勵器36。如圖所示，該激勵器包括一個含有芯子40和激勵線圈42的杯狀外殼38。通過一個剛性圓環(huán)44該外殼38安裝在簾組件20的加強部分上，其中圓環(huán)44通過一個彈性斜角墊圈46和該杯狀外殼38的邊緣接合。當激勵線圈42時，芯子40振動以使簾組件20的加強部分在聲頻下振動。更具體地說，可把圓環(huán)44緊緊粘著在簾組件20的加強部分上，從而當芯子40振動時該加強部分承受可聽范圍內(nèi)的壓力波。
下面說明如何通過對合成橡膠材料進行模制來相對便宜地制造簾組件a)旋轉(zhuǎn)模塑在這種情況下，聚氨酯(PU)橡膠倒入旋轉(zhuǎn)桶中，該旋轉(zhuǎn)桶轉(zhuǎn)動并對PU橡膠加熱。該過程產(chǎn)生厚度基本不變的板，但PU板的尺寸受限制，這是由桶的尺寸所限制的(英國制造商可制造的最大板為2400毫米長×900毫米寬)。
B)平板模塑(sheet moulding)在硫化前把半固體狀態(tài)的重量約為填滿平板狀模具所需的PU橡膠塊放在模具的中央。鋼制工具壓迫PU橡膠以填塞該模具，使PU橡膠從一些排出口中排出。加熱以固化PU橡膠。該過程的優(yōu)點是可使PU板的二面都具有紋理并且還可具有模壓特征(與此不同旋轉(zhuǎn)模塑工藝只能使板的一部分具有紋理)。其明顯缺點在于，要鑄塑的板的尺寸越大工具的成本越高。
圖8示出用來生產(chǎn)圖5所示的簾組件20的專用模具48。模具48包括一個下模具部分50，該部分含有用于容納要模塑的液體的池52。池52被隔套(spacer)54包圍，在隔套54上通過二個縱向延伸的夾板56、58支承和保持用來形成導線22的銅線平編織網(wǎng)。這些銅線不僅用于在完成的簾組件20中提供各條導線22，還用于加強PU板以及在加載下禁止伸長而不會影響該模塑板的彈性。模具48還包括一個上模具部分58，用于在模塑期間下降到第一模具部分50上并將其封閉。
在該例中，模塑工序中使用一種透明的兩部分(two-part)聚氨酯(PU)橡膠化合物。該化合物混合成液體，通過一個真空腔以脫氣，并接著注入模具48的下部50并借助橫跨該模具整個寬度的鋁條(未示出)蔓延以便得到均勻的厚度。然后閉合模具48以進行模制。
可對塑模的內(nèi)表面施以“火花”或噴砂研磨以使板是半透明而不是透明的和/或產(chǎn)生所需的視覺品質(zhì)。若需要，該化合物中使用的聚氨酯可加色以在簾組件20的選定區(qū)域中產(chǎn)生不同的顏色，從而產(chǎn)生美學設計。模塑工藝中使用的液體化合物還可用阻火劑改進以提高安全性。也可以添加紫外線吸收劑。
為了在簾組件20的材料中產(chǎn)生加強部分從而為支承各種電子部件提供結構區(qū)，可能有若干不同的方法。例如，可以在模制之前或模制期間對流體化合物的選定區(qū)域添加硬化劑，或者可以固化或熱處理這些區(qū)域，或者在模制后涂上樹脂。替代地，可以在引入聚氨酯化合物之前把加強板放在模具上，或者通過雙模塑(double moulding)工藝把硬度不同的聚氨酯化合物模制在一起。另一種可能是該簾用二層或更多層的印有導電通路的聚酯或Mylar(商標)屏制成并層壓在一起以在層之間含有剛性板。
圖9示出多個簾組件20連接在一起以形成簾10。相鄰的組件沿著它們各自的上、下緣24、26通過圖10中所示的連接機械地連接在一起，其中每個組件20的上緣24是以用來容納沿相鄰組件20的下緣26的棱62的導槽60(channel)形成的。在裝配時把棱62插入導槽60中并且隨后利用導槽60開口二側(cè)的一對凸緣64固定就位。
每個簾組件20的相應導線22通過各連接件32電氣上和相鄰簾組件20的相應導線22互連?？梢詮膱D9中看出，不是所有的導線22都是這樣連接的，而是將節(jié)點組28和連接件組32配置成使得在簾10的下部設置著第一連接件對60和第二連接件對64。第一連接件對60用于電氣上把麥克風12和麥克風前置放大器62相連接并進而和DSP14相連接。麥克風12決定輸入信號的品質(zhì)，而輸入信號又決定變換以及輸出聲音的品質(zhì)，而前置放大器的設置確保良好品質(zhì)的信號。第二連接件對64用于電氣上把激勵器36及功率放大器34和DSP14相連接。和功率源(未示出)相連接的電源66例如鋰電池向所有不同的電路元件供電。
圖11更清楚地示出用于簾10的電路。如圖11中所示，每個麥克風12連接在一對線68、70之間，從而所有麥克風并聯(lián)連接。線68、70連接到麥克風前置放大器62和DSP14以把來自麥克風12的電信號作為輸入提供給DSP14，從DSP14引出的一對線72、74把輸出信號提供給功率放大器34和激勵器36。和前面一樣，每個功率放大器34以及相關的激勵器36連接在線72、74之間，從而所有激勵器36都并行排列。從電源66引出的另一對線76、78用于向功率放大器34供電。
DSP14用于把麥克風12提供的電信號變換成修改的電信號以驅(qū)動激勵器36。為此目的，DSP14使用一種算法，在本例中該算法是用Macintosh(商標)計算機可用的Opcode MAX/MSP軟件編程的。DSP14含有一系列設置成每次只有一個有效的數(shù)字濾波器。每個數(shù)字濾波器包括若干帶通濾波器，其中之一具有低中心頻率而其它帶通濾波器具有的頻率是該基頻的倍數(shù)。為了調(diào)整各濾波函數(shù)的參數(shù)設置一個圖形接口，并且該算法被編程為可進行決策以便根據(jù)輸入的噪聲信號改變?yōu)V波函數(shù)。
該算法首先用于為了修改或不修改輸入噪聲信號的峰值而調(diào)整輸出電平。當發(fā)生聲音事故時，提高輸出信號以對此進行屏蔽。在這種情況下，最好提高該受控環(huán)境的總聲能，因為這樣會降低噪聲干擾對大腦造成的影響。通過產(chǎn)生象不變的哼聲的穩(wěn)定聲調(diào)可達到相同效果，以便在某人說話時專心在某事上。其次該算法用于根據(jù)輸入噪聲信號的品質(zhì)調(diào)節(jié)濾波。該特性涉及在該軟件中嵌入的模式識別并且能使該軟件區(qū)別話音和交通噪聲，從而調(diào)整濾波。
現(xiàn)參照圖12至圖14更加詳細地說明該算法。
首先參照圖12，在A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)中每個麥克風12接收的噪聲轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號并提供作為輸入100。該輸入通過圖13中示出的有效決策子例程102以進行分析，且該輸入的各參數(shù)被提取出供以后使用。在步驟104中在顯示器上顯示子例程102的細節(jié)。子例程102提供的信號接著通過用來重建周圍聲音環(huán)境的第一系列階段R，以及通過用來產(chǎn)生悅耳輸出的第二系列階段L。
首先說明第一系列階段R。
在步驟106，確定并設定原始噪聲對變換后噪聲的水平比。接著在步驟108把輸入信號100提供給二組各有5個濾波器的組1和組2如下所述，根據(jù)子例程102中的準則自動地調(diào)整每個濾波器的斜率(q因子)和增益。每個濾波器組的五個濾波器的中央頻率F0至F5設置成彼此具有諧波關系。
步驟108中來自二個濾波器組1和2的信號輸出在步驟110中傳到其它濾波器以便添加混響頻率和回聲頻率，并且在步驟112該信號和二組濾波器組1和組2的輸出混合。
在步驟114根據(jù)用戶在步驟116設定的預定電平控制所得到信號的振幅。最后，該信號在步驟118通過一個高通濾波器以便在步驟132中輸出。
在L系列階段中，來自輸入100的信號通過在其中判定輸出中是否聽到原始噪聲的控制步驟120。若否，則在步驟122濾掉輸入信號。若是，則在步驟124使該信號通過一個門。步驟120中的判定是由用戶通過人工控制實現(xiàn)的，并且如果用戶指示要聽到原始噪聲，則用戶還會在步驟126中設定控制電平。接著在步驟128根據(jù)步驟126中設置的預定量把從步驟124中的門輸出的信號控制在希望的電平上。最后，所得到的信號通過另一個高通濾波器32以便在步驟132中輸出。
在步驟132中組合在步驟118和130中得到的信號并使其通過一個D/A轉(zhuǎn)換器，以便提供給各放大器來驅(qū)動各激勵器36。
現(xiàn)參照圖13說明有效決策子例程102。
首先，把來自步驟100的輸入信號提供給一個子例程輸入140。在步驟142把該輸入分解成五個頻帶，用于計算二個濾波器組1和組2的五個濾波器中的每個濾波器所需的振幅。在此分解之后，在步驟144提供一個控制輸出，用來設定二個濾波器組1和組2的五個濾波器中的每個濾波器的增益。該控制輸出還在步驟146中提供給一個用于設定每個濾波器組1和組2的混響或q因子的電路。
如果需要，還可以通過在圖14中示出的諧波控制子例程148對該控制輸出施加進一步的控制。該子例程監(jiān)視輸入信號以在下述的某些情況下觸發(fā)從一個濾波器組到另一個濾波器組的改變。
參照圖14，來自步驟142的控制輸出提供給諧波控制輸入150并且通過一系列步驟152，以便檢測輸入噪聲信號中的峰值。響應這些峰值，該諧波控制子例程在步驟154觸發(fā)改變命令。在步驟156實現(xiàn)濾波器組1和組2之間的改變，并且在步驟160提供當前選定的濾波器組的輸出作為步驟180的輸出。在步驟162監(jiān)視觸發(fā)命令的計時，并且如果認為它太快則在步驟164調(diào)整該計時。
現(xiàn)參照圖15至17說明本發(fā)明的第二實施例。該第二實施例包括對第一實施例的修改，并且用相同的參照數(shù)字表示類似部分。以下僅說明二者的不同之處。
在該第二實施例中，各麥克風12以及各揚聲器16安裝在簾10的一個部分上。DSP14以及以可充電電池和/或AC/DC轉(zhuǎn)換器為形式的電源66也安裝在簾10上。
圖16示出第二實施例中所使用的支承麥克風12和DSP14的簾組件200。如圖17中所示，在第二實施例中設想簾組件200和另外一系列各自只支承相應的功率放大器34和激勵器36但不再帶有麥克風的簾組件202一起使用。
在圖18中示出本發(fā)明的第三實施例。同樣，類似部分用相同的參照數(shù)字表示，并且僅說明相對于第一實施例的不同之處。
在第三實施例中，各麥克風12和DSP14離開簾10一段距離設置，而各揚聲器16安裝在簾10上。在該例子中，每個揚聲器包括一個安裝在剛性板210上的激勵器，其中該剛性板在簾10的模制期間插入到模具中或者它是用雙模塑工藝作為簾的一部分制造的。
在圖20中示出剛性板210的一種可能形式，其包括在其間安裝著蜂窩芯216的第一和第二外皮212、214。蜂窩芯216和二張外皮212、214的組合產(chǎn)生構成板210的充分剛性的結構。
最后，在圖21中示出對圖10所示的用來把簾組件連接在一起的連接裝置的修改。根據(jù)該修改，每個簾組件20的上緣和下緣24、26做成是相同的并帶有一個朝著簾組件20的邊緣變厚的楔形部分230。每個楔形部分230終結于和簾組件20的主平面垂直的平表面232，并且在楔性部分230的側(cè)面236上形成一個凹槽234(groore)，且該凹槽朝著平表面232延伸?？梢园延靡粚κ湛s凸緣240形成的延伸連接件條238插入到相鄰簾組件20的凹槽234中，以便把簾組件連接在一起。
應理解，在所描述的本發(fā)明中若干其它不背離本發(fā)明的范圍的修改是可能的。
具體地說，可以把電線和電路部分網(wǎng)板印刷在簾10的表面上，而不是按所描述的那樣就地模制。導電油墨是商業(yè)上可買到的，從而提供非常靈活、低阻抗的可網(wǎng)板印刷介質(zhì)。在該例中，油墨可能需要例如在攝氏80至120度范圍內(nèi)的升高溫度下短時間，例如5至15秒地予以熱處理。
所述的激勵器36也可以用替代的揚聲器16，例如，壓電揚聲器或其它小尺寸平板揚聲器裝置來取代。另一種可能是對簾10的整個表面采用柔性壓電揚聲器膜，以使其作為揚聲器。為了提高輸出品質(zhì)可拉伸該膜或使其成曲形。
在上述的各實施例中，為了安裝揚聲器16而在簾10上形成加強部分。然而，如果簾材料足夠硬，則可全部省略這些部分以便于加工。備選地，如果形成加強部分，可以選擇其在所希望的剛性范圍內(nèi)。
另外，在圖20中示出的并建議用來提供加強的簾部分的板當然可選擇地用作為簾組件或隔開裝置，因為這種結構在減小噪聲水平上將特別有效。
依據(jù)本發(fā)明所描述的各實施例，用輕松、平滑或悅耳聲音的特定品質(zhì)代替麥克風12檢測到的周圍噪聲。還可能把本發(fā)明用作為噪聲消除方案，其中通過播放反噪聲來消除周圍噪聲。在這種情況下，當然要相應地修改算法。
權利要求
1.一種電子聲音篩選系統(tǒng)，包括用于接收聲能并把該聲能轉(zhuǎn)換成電信號的裝置；用于對該電信號進行頻譜變換的裝置；以及用于把變換后的信號轉(zhuǎn)換成聲音的輸出裝置。
2.用于聲學上改善環(huán)境的設備，包括隔開裝置，用于在傳聲介質(zhì)中產(chǎn)生中斷；用于接收聲能并把該聲能轉(zhuǎn)換成電信號的裝置；用于對所述電信號進行頻譜變換的裝置；以及用于把變換后的信號轉(zhuǎn)換成聲音的輸出裝置。
3.依據(jù)權利要求2的設備，其中該隔開裝置由簾構成。
4.依據(jù)權利要求3的設備，其中該簾是半透明的，并且由紡織的或模塑的材料構成。
5.依據(jù)權利要求3或4的設備，其中該簾包括相對柔性的部分和相對剛性的部分。
6.依據(jù)權利要求5的設備，其中該輸出裝置安裝在該簾的相對剛性的部分上。
7.依據(jù)權利要求2至6中任一權利要求的設備，其中該隔開裝置包括導電通路。
8.依據(jù)權利要求7的設備，其中所述導電通路集成地模制在該隔開裝置內(nèi)、或者由印制在該裝置表面上的導電油墨定義。
9.依據(jù)權利要求2至7中任一權利要求的設備，其中該接收裝置安裝在該隔開裝置上。
10.依據(jù)權利要求2至8中任一權利要求的設備，其中該隔開裝置由至少二種聲學特性不同的材料構成。
11.依據(jù)權利要求9的設備，其中這些聲學特性不同的材料由一間隔隔開。
12.依據(jù)權利要求2或7至10中任一權利要求的設備，其中該隔開裝置由基本上剛性的板構成。
13.依據(jù)上述任一權利要求的設備，其中用于進行頻譜變換的裝置包括一個在一種算法的控制下操作的微處理器或數(shù)字信號處理器。
14.依據(jù)權利要求13的設備，其中用于進行頻譜變換的裝置包括一系列用于對電信號濾波的濾波器，并且包括用于分析聲能的結構成分和相應地調(diào)整這些濾波器的部件。
15.依據(jù)權利要求13或14的設備，還包括用于從先前的噪聲預測未來的噪聲，以便修改在用來進行頻譜變換的裝置中所使用的至少一個濾波器的傳遞函數(shù)以對非實時處理進行補償?shù)难b置，從而處理輸入噪聲以構建隨后作為聲頻聲音輸出的諧波。
16.依據(jù)權利要求16的設備，其中噪聲水平降低6至12分貝。
17.一種用于制造權利要求1至14的設備中使用的簾的方法，包括步驟在柔性材料中或柔性材料上形成導電通路，這些導電通路適合于連接到用于接收聲能并把該聲能轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，和連接到用于對所述電信號進行頻譜變換的裝置，從而修改該信號的頻譜成分并且用于為變換后的信號提供至聲頻輸出裝置的通路。
18.一種有源噪聲消除系統(tǒng)，包括；至少一個設置成檢測噪聲的麥克風；設置成產(chǎn)生反噪聲的數(shù)字信號處理設備；以及用于播放該反噪聲的裝置。
19.依據(jù)權利要求18的系統(tǒng)，包括一個設置成在聲學介質(zhì)中形成中斷的隔開裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聲學地改善環(huán)境的設備和一種相關的方法。本發(fā)明特征在于以簾(10)為形式的隔開裝置,其在傳聲媒體例如空氣中產(chǎn)生中斷并且吸收聲音。一個或多個麥克風(12)起接收聲能并把聲能轉(zhuǎn)換成提供到數(shù)字信號處理器(14)的電信號的作用。該處理器使用一種用于對這些電信號進行頻譜變換的算法并且把變換后的信號輸出到以激勵器(36)為形式的輸出裝置(16)。
文檔編號G10K15/00GK1390346SQ0081578
公開日2003年1月8日 申請日期2000年6月16日 優(yōu)先權日1999年11月16日
發(fā)明者安德列斯·拉泊托普洛斯, 邁克爾·基斯林格 申請人:皇家藝術學院, 安德列斯·拉泊托普洛斯