專利名稱：噪聲修正頭頂音頻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及噪聲修正音頻系統(tǒng)。更具體地，本公開內(nèi)容涉及在車輛中使用的噪聲修正頭頂音頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在車輛內(nèi)部設(shè)有音頻系統(tǒng)是公知的。這些音頻系統(tǒng)通常包括AM/FM收音機(jī)、衛(wèi)星無線調(diào)諧器、TV調(diào)諧器、激光唱片(CD)播放器、數(shù)字媒體播放器、盒式磁帶播放器和/或其他輸入以及安裝在車輛的前儀表板、中央控制臺、車門面板和/或后車箱的揚(yáng)聲器。這些音頻系統(tǒng)的控制通常位于車輛的前儀表板、中央控制臺和/或方向盤。在車輛音頻系統(tǒng)設(shè)置用于外部設(shè)備的連接件也是公知的。例如，一些車輛音頻系統(tǒng)包括用于連接到外部模擬音頻源的輔助輸入。其他車輛音頻系統(tǒng)包括連接到外部數(shù)字音頻源或外部數(shù)字文件存儲設(shè)備的通用串行總線(USB)端口或擴(kuò)展塢(dock)。在典型的車輛音頻系統(tǒng)中，AM/FM收音機(jī)、CD播放器、盒式磁帶播放器中的每一個 (如果存在的話)位于安裝在車輛前儀表板內(nèi)的單個殼(通常大體被稱作立體聲收音機(jī)或立體聲系統(tǒng))中。立體聲收音機(jī)或立體聲系統(tǒng)直接或通過放大器、濾波器等等連接到位于車輛的整個前儀表板、側(cè)板、地板和/或后車箱的揚(yáng)聲器。

發(fā)明內(nèi)容
—種用于車輛的頂篷，包括可用于消除、過濾或改變在車廂中體驗(yàn)到的噪聲的音頻系統(tǒng)。所述音頻系統(tǒng)包括音頻信號輸入設(shè)備，該輸入設(shè)備可以包括AM/FM收音機(jī)、激光唱片播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器、數(shù)字音頻播放器、輔助音頻輸入、藍(lán)牙或其他無線音頻輸入和/或到第二音頻系統(tǒng)的輸出的連接件中的一個或多個。所述音頻系統(tǒng)還包括一個或多個噪聲檢測傳感器，該噪聲檢測傳感器可用于提供一個或多個噪聲信號，該噪聲信號表示車廂中采樣的、期望的和/或檢測的噪聲，所述噪聲檢測傳感器還將這種噪聲信號輸入到所述音頻系統(tǒng)。所述音頻系統(tǒng)還包括至少一個揚(yáng)聲器和一個音頻處理器，所述音頻處理器修正音頻輸入所接收的音頻信號和/或?qū)⒁纛l信號提供給所述至少一個揚(yáng)聲器。所述音頻處理器還可用于識別和/或描繪經(jīng)由所述一個或多個噪聲檢測傳感器輸入的一個或多個噪聲信號的特性。通過提供噪聲修正音頻信號到所述一個或多個揚(yáng)聲器，所述音頻系統(tǒng)可以選擇性地過濾、消除、改變或替代車廂中體驗(yàn)到的總的由來自所述噪聲檢測傳感器的一個或多個噪聲信號中所表示的噪聲。一種用于車輛的頂篷，包括一個音頻系統(tǒng)。所述音頻系統(tǒng)包括AM/FM收音機(jī)、激光唱片播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器、數(shù)字音頻播放器、輔助音頻輸入、藍(lán)牙或其他無線音頻輸入中的至少一個。所述音頻系統(tǒng)還包括一個或多個噪聲檢測傳感器，該噪聲檢測傳感器可用于提供噪聲信號，該噪聲信號表示車廂中體驗(yàn)到的采樣的、預(yù)期的和/ 或檢測的噪聲，所述噪聲檢測傳感器還將這種噪聲信號輸入到所述音頻系統(tǒng)。所述音頻系統(tǒng)還包括音頻處理設(shè)備、至少一個揚(yáng)聲器、用戶接口，該用戶接口具有至少一個按鈕和至少一個屏幕中的至少一個。一種用于車輛的頂篷，包括一個音頻子系統(tǒng)。所述音頻子系統(tǒng)包括至少一個揚(yáng)聲器和一個音頻處理器，該音頻處理器可用于修正提供到所述至少一個揚(yáng)聲器的音頻流。所述音頻子系統(tǒng)與車輛的音頻系統(tǒng)交互，以將所述音頻流提供到所述至少一個揚(yáng)聲器。在車輛的頂篷設(shè)有完整的音頻系統(tǒng)和/或子系統(tǒng)。所述音頻系統(tǒng)和/或子系統(tǒng)包括揚(yáng)聲器、控制特性和信號處理設(shè)備，該信號處理設(shè)備用于修正提供給所述揚(yáng)聲器的音頻流。所述音頻流可以被修正以包括噪聲消除信號。所述音頻系統(tǒng)和/或子系統(tǒng)包括控制裝置和用戶接口和/或與車輛內(nèi)部其他地方設(shè)置的分立的音頻系統(tǒng)的控制裝置和用戶接口交互。


參考下文附圖，對根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)和方法的不同示例性實(shí)施方案做出更詳細(xì)的描述，其中圖1是根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的框圖；圖2是包括根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施方案的車輛的立體圖；圖3是包括根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻系統(tǒng)的第二示例性實(shí)施方案的車輛的立體圖；圖4是包括根據(jù)本公開內(nèi)容的完整音頻系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的車輛的立體圖；圖5是根據(jù)本公開內(nèi)容的噪聲消除系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖。
具體實(shí)施方案應(yīng)理解，為了下文公開內(nèi)容的目的，術(shù)語“噪聲”可以被理解為包括在車廂內(nèi)存在的任何不期望的聲音。在一些情況中，噪聲在車輛外部產(chǎn)生，并且被傳播到車輛中，從而使得噪聲可以在車輛內(nèi)部被感覺到。在這些傳播過程中，外部聲音可能自然而然被改變，使得在車輛內(nèi)部體驗(yàn)到的噪聲與在車輛外聽到的聲音不同。另外地，噪聲可以由物理交互產(chǎn)生， 該物理交互并不必然在車輛外產(chǎn)生聲音。例如，風(fēng)經(jīng)過車輛周圍產(chǎn)生的噪聲可以在車輛內(nèi)部聽見，但是在車輛外是聽不見的。同樣地，類似的噪聲可以由振動、摩擦或其他涉及車輛零件或部件的相互作用產(chǎn)生，尤其是當(dāng)這些零件和/或部件相對于彼此移動時。另外地，應(yīng)理解，即使外部產(chǎn)生的噪聲已經(jīng)被修正，或者甚至被清除或消除，所述噪聲仍然在車廂內(nèi)存在，如下文所概括的。這樣，噪聲可以在車輛內(nèi)部/車廂內(nèi)存在和/或被體驗(yàn)到，但是由于噪聲已經(jīng)被修正，所以不會被車廂的乘客特別地聽到。應(yīng)理解，為了下文公開內(nèi)容的目的，術(shù)語“噪聲修正”可以被理解為包括對不期望的聲音的任何和所有變化、衰減或改變、對期望的聲音的放大、用期望的聲音替代不期望的聲音、或者修正在車輛內(nèi)部聽到的聲音。這些噪聲修正可以包括將期望的聲音(例如從音頻系統(tǒng)的音頻源發(fā)出的聲音)與修正聲音波形結(jié)合，所述修正聲音波形旨在修正額外的聲音。在不同情況中，額外的聲音有時是不期望的聲音(例如在車輛內(nèi)部的噪聲)，而在在其他情況中，額外的聲音是期望的聲音(例如應(yīng)急車輛的汽笛)。還應(yīng)理解，車輛的揚(yáng)聲器可以是任何已知或未來開發(fā)的各種能夠產(chǎn)生聲音的模擬和/或數(shù)字設(shè)備，例如但不限于高音揚(yáng)聲器、中頻揚(yáng)聲器、全頻揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器、超低音揚(yáng)聲器和/或受激頂篷(excited headliner)，它們從換能器接收輸入。音頻信號處理算法的改進(jìn)已經(jīng)使得可以使用較小揚(yáng)聲器產(chǎn)生品質(zhì)與使用較差音頻信號處理算法的較大揚(yáng)聲器相同或更好的聲音。使用較小的揚(yáng)聲器允許揚(yáng)聲器被放在不能容納較大揚(yáng)聲器的位置。一個這種位置是車輛頂篷。具體地，先進(jìn)的音頻信號處理算法允許使用較小的揚(yáng)聲器作為低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器，同時產(chǎn)生品質(zhì)等于或大于使用較差音頻信號處理算法的較大低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器的聲音。這些較小的低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以被安裝在車輛頂篷和一些對于較大的低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器而言不合適或存在其他問題和缺陷的其他位置處。在車輛頂篷中安裝揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器使得在原本被揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器所占據(jù)的車輛的前儀表板、中央控制臺、車門面板和/ 或后車箱中提供了額外的可用空間。該額外的空間可以被用于其他用途，例如，存儲、交互式屏幕或車輛控制。再者，除了或者代替位于車輛內(nèi)部的車輛頂篷外的其他地方的其他揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器，在車輛頂篷中放置揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以提供改善的音頻體驗(yàn)。放置在車輛頂篷的揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器更接近車輛駕駛員和乘客的耳朵高度。這樣，在經(jīng)車輛的內(nèi)部空間行進(jìn)到駕駛員或乘客的耳朵時，揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音經(jīng)歷較少的失真和干擾。同樣地， 位于車輛頂篷的揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以被定向在更多方向，從而為車輛的每個用戶(例如乘客或駕駛員)提供了優(yōu)秀的聲音品質(zhì)。揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/ 或超低音揚(yáng)聲器可以被放置在相對于車輛的駕駛員和/或一個或多個乘客最佳的位置，而這些位置原本可能會無法為較大揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器所用。在車輛頂篷放置揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器還可以為噪聲消除和/ 或噪聲修正提供改進(jìn)的機(jī)會。揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以被用于提供用于消除或修正來自周圍環(huán)境的噪聲的音頻信號。該音頻信號還可以包括修正的和/或期望的聲音。位于車輛頂篷的揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以更接近車輛駕駛員和乘客的耳朵高度。這樣，揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器產(chǎn)生的聲音可以更快地到達(dá)駕駛員和/或乘客，從而允許更多的時間用于噪聲消除處理。揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/ 或超低音揚(yáng)聲器可以被分組到一個或多個區(qū)域，這容許了各區(qū)域之間的噪聲消除和/或修正。例如，在車廂后方區(qū)域產(chǎn)生的聲音(例如車輛第二排乘客之間的對話等等)可以作為車輛前排乘客所體驗(yàn)到的車輛前方區(qū)域的噪聲而被消除。同樣地，前方區(qū)域的聲音可以在后方區(qū)域被放大，例如以幫助第二排的乘客聽到前排的乘客。另外地，所述區(qū)域可以設(shè)有期望的音頻源，該音頻源不同于相鄰區(qū)域的音頻源，并可包括可被用于消除所述相鄰區(qū)域期望的音頻源的信號。應(yīng)理解，揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以被安裝在車輛頂篷的不同位置，例如在US專利5，754，664中描述的位置，該專利以參引方式被全部納入本文。另外地，使用安裝系統(tǒng)——例如在US專利5，699，438中描述的(該專利以參引方式被全部納入本文)，揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和/或超低音揚(yáng)聲器可以被安裝到頂篷。除此之外，音頻信號處理和便攜式音頻系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)減小了車輛音頻系統(tǒng)其他部件所需要的空間。例如，無線調(diào)諧器可以作為集成電路芯片提供，比傳統(tǒng)無線調(diào)諧器要求更小的空間。這樣，全功能音頻系統(tǒng)比前述實(shí)施方案要求更小的空間，并且可以被安裝在不能容納較大系統(tǒng)的位置處。另外地，便攜式音頻設(shè)備已經(jīng)替代了激光唱片(CD)播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器和AM/FM收音機(jī)的大部分功能。在許多情況下，可依靠便攜式設(shè)備來提供大部分或所有通常由收音機(jī)、天線、CD播放器或其他光盤播放器和/或盒式磁帶播放器提供的音頻輸入和/或處理功能。這樣，這些設(shè)備可以選擇性地從音頻系統(tǒng)中省去，而同時沒有功能的實(shí)質(zhì)損失。圖1示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻系統(tǒng)100的示例性方案。如在圖1中示出的， 音頻系統(tǒng)100包括輸入多路復(fù)用器110、處理器120、轉(zhuǎn)換器140、一系列放大器150和一系列揚(yáng)聲器160。輸入多路復(fù)用器110從若干音頻源接收信號，所述音頻源包括一個或多個 AM/FM收音機(jī)112，其可以設(shè)置在集成電路上；輔助輸入114，其可以被連接到外部便攜式音頻設(shè)備；以及通用串行總線(USB)端口 116，其可以連接到外部便攜式音頻設(shè)備和/或外部存儲設(shè)備。應(yīng)理解，除了或代替這些所示出的設(shè)備，輸入多路復(fù)用器110可以從其他音頻源中接收輸入。例如，輸入多路復(fù)用器可以從CD播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器和/或藍(lán)牙或其他無線音頻輸入、和/或任何其他已知的或未來開發(fā)的音頻源中接收信號。輸入多路復(fù)用器110從各輸入設(shè)備接收音頻信號，并將來自期望的音頻源的音頻信號輸出到處理器120。如果期望的音頻源是模擬源，輸出信號可以先被引導(dǎo)經(jīng)過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器118，再繼續(xù)傳遞到處理器120。音頻系統(tǒng)100還包括一個或多個噪聲檢測傳感器111。一個或多個噪聲檢測傳感器111中的每一個提供了代表車輛內(nèi)部存在的噪聲源的信息，包括車輛產(chǎn)生的聲音(例如引擎噪聲、傳播的噪聲等等)、傳播經(jīng)過車輛的聲音(例如道路噪聲、風(fēng)噪聲等等)、車輛內(nèi)產(chǎn)生的聲音(例如來自車廂后方的聲音、來自車廂前方的聲音等等)和車輛外產(chǎn)生的聲音 (例如建筑噪聲、其他車輛噪聲等等)。噪聲檢測傳感器111可以包括，例如麥克風(fēng)、震動傳感器、加速計、力傳感器、換能器等等。應(yīng)理解，在不同示例性實(shí)施方案中，噪聲檢測傳感器111可以檢測間接的噪聲標(biāo)識或噪聲源，而不是直接檢測產(chǎn)生這些噪聲的聲音。例如，在不同示例性實(shí)施方案中，噪聲檢測傳感器111可以包括檢測由行駛推進(jìn)面(driving surface)上的沖擊而產(chǎn)生的振動的換能器，這些振動會傳播經(jīng)過車身并作為車廂內(nèi)噪聲被車輛乘客體驗(yàn)到?？傮w上，每個噪聲檢測傳感器111將指示或表示車廂內(nèi)一個或多個噪聲狀況的信息輸出到處理器120。處理器120直接從輸入多路復(fù)用器110接收期望的音頻源，或者通過模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器118接收期望的音頻源。另外地，如上文指示的，處理器110還從噪聲檢測傳感器 111接收表示車廂內(nèi)噪聲的信息。處理器120還控制AM/FM收音機(jī)112的調(diào)頻功能，并向輸入多路復(fù)用器110指示輸入源112、114或116中的哪一個是期望的輸入源。處理器120還與輸入和輸出設(shè)備—— 例如用戶顯示器或用戶界面130、本地開關(guān)132和/或通信總線134——交互作用。音頻系統(tǒng)100的用戶使用本地開關(guān)132和/或通信總線134輸入期望的指令(例如所選擇的AM/ FM收音機(jī)112的頻帶和頻率、期望的音頻源、音量等等)。指令隨后被發(fā)送到處理器120。應(yīng)理解，在不同情況中，處理器120可以不接收任何期望的音頻源，但是仍從一個或多個噪聲檢測傳感器111接收信息。在這種情況中，基于從噪聲檢測傳感器111接收的信號中所包含的信息，處理器120可以產(chǎn)生或提供代替期望的音頻源的音頻信號。處理器120還對來自期望的音頻源和/或一個或多個噪聲檢測傳感器111的音頻信號進(jìn)行濾波和修正。根據(jù)已知的或未來開發(fā)的音頻處理算法或協(xié)議，各種算法、濾波器、 放大器、編碼器、解碼器和/或其他處理函數(shù)被處理器120應(yīng)用到音頻信號。如果處理器120從一個或多個噪聲檢測傳感器111接收信息，則處理器120可以將該信息結(jié)合到音頻處理算法、協(xié)議和/或被處理的音頻信號的其他方面。例如，響應(yīng)于車廂內(nèi)噪聲音量的持續(xù)增加，被處理的音頻信號的音量可以增加。同樣地，處理器120可以改變被處理的音頻信號，以補(bǔ)償車廂中的噪聲。例如，被處理的音頻信號可以包括車廂中操作的被感測或被確定的噪聲(例如一個或多個噪聲)的反轉(zhuǎn)聲波。反轉(zhuǎn)聲波可以用于衰減或減小車廂中的噪聲。這樣，被處理的音頻信號的音量可以不需要增加，并且可以根據(jù)響應(yīng)車廂中噪聲的衰減或消除而減小。另外地，被處理的音頻信號可以被調(diào)節(jié)以替代車廂中的噪聲。例如，車輛發(fā)動機(jī)的聲音可以用不同發(fā)動機(jī)——例如大功率發(fā)動機(jī)或高端發(fā)動機(jī)(例如V-12發(fā)動機(jī))、增壓發(fā)動機(jī)、渦輪增壓發(fā)動機(jī)、引擎或發(fā)動機(jī)噪聲、多缸引擎(例如3-12缸引擎)、汽油引擎、柴油引擎、電動機(jī)等等——的聲音來減小或替代?？傮w上，被處理的音頻信號可以被改變，以包括具有減少、替代、改變、放大、除去或以其他方式修正車廂中存在的噪聲的作用的品質(zhì)，所述噪聲可從一個或多個噪聲檢測傳感器111收集的信息中確定。被處理的音頻信號被處理器120發(fā)送到轉(zhuǎn)換器140——例如數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器和 /或集成芯片間聲音接口，根據(jù)期望的揚(yáng)聲器160，所述轉(zhuǎn)換器140將音頻信號分離到分立的信道，所述揚(yáng)聲器160輸出音頻信號的給定比例或信道。分立的信道可以包括一個或多個信道，其提供修正的、期望的音頻源和/或提供由噪聲檢測傳感器111接收的信息所產(chǎn)生的修正的音頻源。這樣，單個信道可以基于期望的音頻源、車廂中存在的噪聲或者二者提供音頻。每個放大器150從轉(zhuǎn)換器140接收一個或多個信道，并根據(jù)需要在將接收的信道發(fā)送到合適的一個或多個揚(yáng)聲器160之前放大接收的信道。揚(yáng)聲器160被設(shè)置在整個頂篷和/或車輛內(nèi)部的其他位置上。應(yīng)理解，音頻系統(tǒng)100的一些部件可以位于頂篷內(nèi)和/或可替代地位于車輛內(nèi)部其他地方。例如，在不同示例性實(shí)施方案中，頂篷可以包括輸入多路復(fù)用器120、處理器 140、放大器150和揚(yáng)聲器160，而輸入設(shè)備112、114和116位于車輛的前儀表板中。在其他不同示例性實(shí)施方案中，頂篷可以包括放大器150和揚(yáng)聲器160，而其他部件位于車輛內(nèi)部其他地方?？傮w上，任何部件都可以同樣合適地位于車輛頂篷。然而，任何部件可以因任何原因(包括例如車輛頂篷內(nèi)可提供的空間的限制)位于其他地方，例如頭頂機(jī)座 (console)0應(yīng)理解，一個或多個噪聲檢測傳感器111可以位于車輛外。例如，麥克風(fēng)可以被設(shè)置在車輛外，并且可以被用于檢測外部環(huán)境產(chǎn)生的、傳播經(jīng)過車輛并作為噪聲進(jìn)入車輛的聲音。同樣地，加速計或其他換能器可以被放置在車輛的懸架上和/或輪胎和車廂之間車輛的框架上。這樣的傳感器可以被用于檢測由行使推進(jìn)面上的沖擊產(chǎn)生的并且經(jīng)車身傳播進(jìn)入車廂成為噪聲的振動。還應(yīng)理解，由于聲音穿過不同媒介時可能傳播得更快(例如，聲音在車輛的物理結(jié)構(gòu)中比空氣中行進(jìn)得快)，并由于來自一個或多個噪聲檢測傳感器111的信號可以比在空氣中傳播的聲音更快地傳播到處理器120，因此可以在聲音穿過車輛并進(jìn)入車廂之前，或者在聲音從車廂內(nèi)的一個位置傳播到車廂內(nèi)的另一個位置(在這個位置上這些聲音被車輛的用戶作為噪聲聽到)之前，在車輛中和車輛周圍檢測聲音。這樣，音頻系統(tǒng)100能夠?yàn)樵谲囕v中和/或車輛周圍產(chǎn)生的聲音提供實(shí)時補(bǔ)償。還應(yīng)理解，音頻系統(tǒng)100可以響應(yīng)特定范圍的噪聲(例如低頻聲音)、特定類型的噪聲(例如引擎聲音)和/或任何不期望的噪聲(例如被檢測不在車輛內(nèi)產(chǎn)生，或者不由音頻系統(tǒng)100產(chǎn)生的任何噪聲)。音頻系統(tǒng)100還可要求調(diào)頻，以補(bǔ)償車輛和頂篷的特定聲學(xué)特性(例如傳播經(jīng)過車輛的聲音或行進(jìn)到處理器的信號進(jìn)行計時)。調(diào)頻可以在單個、一次調(diào)頻中完成，或者隨著車輛變化的特性周期性地進(jìn)行。圖2示出了包括根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻子系統(tǒng)180的第一示例性實(shí)施方案的車輛。如圖2示出的，車輛包括音頻系統(tǒng)100，其位于車輛的前方虛線內(nèi)。音頻系統(tǒng)100可以包括AM/FM收音機(jī)112、⑶播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器、輔助輸入114、USB 端口 16、數(shù)字音頻播放器、藍(lán)牙或其他無線音頻輸入和/或任何已知的或未來開發(fā)的音頻源。在該示例性實(shí)施方案中，音頻系統(tǒng)100處理來自音頻源的音頻信號，并將處理的音頻信號發(fā)送到音頻子系統(tǒng)180，其在車輛頂篷后面。音頻子系統(tǒng)180還可在將信號發(fā)送到位于整個車輛頂篷的不同揚(yáng)聲器之前處理音頻信號。音頻子系統(tǒng)180包括處理單元185、放大器150和揚(yáng)聲器160。在將音頻系統(tǒng)100 接收的音頻信號發(fā)送到放大器150和揚(yáng)聲器160之前，處理單元185還處理從音頻系統(tǒng)100 接收的所述音頻信號。音頻子系統(tǒng)180可以被用于處理旨在用于位于車輛內(nèi)部內(nèi)其他地方的揚(yáng)聲器的音頻信號，以使得這些音頻信號可以被位于頂篷的揚(yáng)聲器160以可接受的聲音品質(zhì)所輸出。這樣，音頻系統(tǒng)100可以不需要被改變以產(chǎn)生旨在被位于頂篷的揚(yáng)聲器接收的音頻信號。另外地，音頻子系統(tǒng)180可以被用于進(jìn)一步處理從音頻系統(tǒng)100接收的音頻信號， 以補(bǔ)償在車輛中或車輛周圍存在的聲音，這些聲音被車輛的用戶作為車廂內(nèi)的噪聲所體驗(yàn)到。例如，音頻子系統(tǒng)180可以響應(yīng)于在車輛周圍存在的被車輛的用戶作為車廂內(nèi)的噪聲而體驗(yàn)到的其他聲音的音量的增加，而增加從音頻系統(tǒng)100接收的音頻信號的音量。同樣地，音頻子系統(tǒng)180可以改變從音頻系統(tǒng)100接收的音頻信號，以包括可用于補(bǔ)償車廂中體驗(yàn)到的噪聲的反轉(zhuǎn)聲波。該實(shí)施方案允許現(xiàn)有的音頻系統(tǒng)使用位于車輛頂篷的揚(yáng)聲器，而無需對現(xiàn)有的音頻系統(tǒng)如何處理來自不同音頻源的音頻信號做出明顯改變。額外的處理——例如濾波、放大、拆分入信道等等——由位于頂篷的音頻子系統(tǒng)180操作。同樣地，該實(shí)施方案可以允許噪聲消除特征(其可以由音頻子系統(tǒng)180提供)加入現(xiàn)有的音頻系統(tǒng)100。應(yīng)理解，音頻系統(tǒng)被認(rèn)為是通用術(shù)語，可以指代音頻子系統(tǒng)和/或完整的音頻系統(tǒng)。一般來說，如果音頻系統(tǒng)與位于車輛內(nèi)其他地方的另一個音頻系統(tǒng)交互，則每個系統(tǒng)都可以被稱作音頻子系統(tǒng)。同樣地，如果音頻系統(tǒng)不與位于車輛內(nèi)其他地方的另一個音頻系
9統(tǒng)交互，則該音頻系統(tǒng)可以稱作完整的音頻系統(tǒng)。在音頻系統(tǒng)中存在的部件不決定音頻系統(tǒng)是音頻子系統(tǒng)還是完整的音頻系統(tǒng)。這樣，在不同的示例性實(shí)施方案中，音頻子系統(tǒng)可能包括完整的音頻系統(tǒng)所缺少的部件。圖3示出了包括根據(jù)本公開內(nèi)容的音頻子系統(tǒng)180的第二示例性實(shí)施方案的車輛。如圖3中示出的，音頻系統(tǒng)100的一些部件可以重新安置或復(fù)制在位于頂篷的音頻子系統(tǒng)180中。例如，音頻子系統(tǒng)180可以包括AM/FM收音機(jī)112、⑶播放器或其他光盤播放器、盒式磁帶播放器、輔助輸入114、USB端口 116、數(shù)字音頻播放器、藍(lán)牙或其他無線音頻輸入和/或已知的或未來開發(fā)的音頻源。通過從音頻系統(tǒng)100減少部件，重新將音頻系統(tǒng) 100的部件安置到位于頂篷的音頻子系統(tǒng)180，在音頻系統(tǒng)100本身所處位置提供了更多的可用空間。圖4示出了包括位于頂篷中的完整的音頻系統(tǒng)200的示例性實(shí)施方案的車輛。如圖4中示出的，通用音頻系統(tǒng)100的每個部件可以作為完整的音頻系統(tǒng)200的部件位于車輛頂篷內(nèi)。通過將一般音頻系統(tǒng)100的每個部件放置在車輛的頂篷，可以使完整的音頻系統(tǒng)200作為單個單元被制造和被包含。相比于包括兩個或多個音頻系統(tǒng)/子系統(tǒng)的分立設(shè)計(例如圖2示出的實(shí)施方案，其包括音頻系統(tǒng)100和音頻子系統(tǒng)180)，這可以降低成本， 簡化配線和/或提供其他優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解，和在其他示例性實(shí)施方案中一樣，外部設(shè)備可以提供音頻系統(tǒng)的一些特征。例如，外部媒體播放器可以提供AM和/或FM收音機(jī)。一般來說，完整的音頻系統(tǒng)會包括至少一個音頻輸入；處理系統(tǒng)，其可以包括濾波器、放大器和/或其他音頻信號修正器； 以及至少一個揚(yáng)聲器。應(yīng)理解，可以設(shè)置任意數(shù)量的揚(yáng)聲器。圖5示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性噪聲消除系統(tǒng)的示意圖。如圖5示出的，音頻輸出信號113、噪聲信號115和補(bǔ)充輸入117被輸入到噪聲修正處理器190。噪聲修正處理器190可以是關(guān)于圖1-4描述的處理器120的額外的處理特征或功能，或者可以是與處理器120分立的處理器。這樣，針對噪聲修正處理器190描述的功能或特征可以是上文概述的音頻系統(tǒng)100或音頻子系統(tǒng)180、200的特征、元件或結(jié)構(gòu)。音頻輸出信號113可以例如是來自上文概述的任意輸入的期望的音頻源，或者是來自另一個音頻系統(tǒng)的音頻信號。噪聲信號115是從一個或多個噪聲檢測傳感器111接收的信號，并且代表在車廂中被體驗(yàn)到的(或者會被體驗(yàn)到的)一個或多個噪聲。補(bǔ)充輸入 117可以是可用于替代不期望的聲音的儲存的替代聲音(例如高端發(fā)動機(jī)儲存的聲音)。噪聲修正處理器190包括處理不同輸入的數(shù)字信號處理器192。例如，數(shù)字信號處理器192會修正音頻輸出信號113，從而向位于車輛頂篷的揚(yáng)聲器提供可用信號。同樣地， 數(shù)字信號處理器192會描繪噪聲信號115的特性、識別或處理噪聲信號115。這種處理可以包括將檢測的力(例如來自加速計)轉(zhuǎn)變成合成噪聲信號，該噪聲信號響應(yīng)檢測的力，反映會在車廂中體驗(yàn)到的預(yù)期的噪聲的反轉(zhuǎn)。數(shù)字信號處理器192可能需要被調(diào)頻和/或被以其他方式調(diào)節(jié)以補(bǔ)償車輛的特定聲學(xué)屬性和/或提供最佳結(jié)果。噪聲修正處理器190還包括混合數(shù)字信號處理器194。混合數(shù)字信號處理器194 合并來自音頻輸出信號113的已處理的信號、噪聲信號115和補(bǔ)充輸入117，以及任何實(shí)施的輔助輸入119，以提供凈輸出信號196。凈輸出信號196可用于提供期望的音頻源，該音頻源已經(jīng)被修正以補(bǔ)償車廂中體驗(yàn)到的(或者會體驗(yàn)到的)不期望的噪聲。這些修正可以包括除去、改變或替代不期望的噪聲。還應(yīng)理解，高音揚(yáng)聲器、中頻揚(yáng)聲器、全頻揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和超低音揚(yáng)聲器、被換能器驅(qū)動的受激頂篷和任何其他已知的或未來開發(fā)的揚(yáng)聲器類型是揚(yáng)聲器的所有子集。 這樣，一個揚(yáng)聲的任何描述可以包括任意或全部這些子集。雖然高音揚(yáng)聲器、中頻揚(yáng)聲器、 全頻揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和超低音揚(yáng)聲器的描述不是必須可互換的，但是揚(yáng)聲器的任何描述可以與任何高音揚(yáng)聲器、中頻揚(yáng)聲器、全頻揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器和超低音揚(yáng)聲器的描述互換。同樣地，任何合適的已知的或未來發(fā)展的音頻產(chǎn)生設(shè)備可以至少部分地與根據(jù)本公開內(nèi)容的頭頂音頻系統(tǒng)的不同示例性實(shí)施方案一同使用。雖然已經(jīng)結(jié)合上文概述的示例性實(shí)施方案對本公開內(nèi)容進(jìn)行描述，無論是已知的或目前可以預(yù)見的各種改變、修正、變形、改進(jìn)和/或基本等價物對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。相應(yīng)地，上文公開的示例性實(shí)施方案是說明性的，而非限制性的。在不偏離本發(fā)明精神或范圍的情況下可以做出各種變化。因此，所附權(quán)利要求中闡述的本公開內(nèi)容和本發(fā)明旨在包括所有已知的或此前發(fā)展的改變、修正、變形、改進(jìn)和/或基本等價物。
權(quán)利要求
1.一種在車輛中使用的頭頂音頻系統(tǒng)，該頭頂音頻系統(tǒng)包括多路復(fù)用器，其用于從多個音頻源接收音頻輸入信號，并用于發(fā)送音頻輸出信號； 噪聲檢測傳感器，其用于檢測不期望的噪聲，并用于發(fā)送不期望的噪聲信號； 音頻處理器，其包括數(shù)字信號處理器和混合數(shù)字信號處理器； 其中所述數(shù)字信號處理器接收和處理所述音頻輸出信號和所述不期望的噪聲信號；以及其中所述混合數(shù)字信號處理器合并已處理的音頻輸出信號和已處理的不期望的噪聲信號，以產(chǎn)生已經(jīng)被修正以補(bǔ)償所述不期望的噪聲的凈輸出信號。
2.權(quán)利要求1的頭頂音頻系統(tǒng)，還包括補(bǔ)充輸入，該補(bǔ)充輸入用于為混合數(shù)字處理器提供所述不期望的噪聲的替代聲音，其中所述替代聲音是電動機(jī)噪聲的一種。
3.權(quán)利要求2的頭頂音頻系統(tǒng)，其中所述音頻處理器通過以下方法中的至少一種來實(shí)現(xiàn)對不期望的噪聲的修正，由此使得所述不期望的噪聲聽不見，所述方法為變化、衰減、改變、替代、過濾、消除或除去所述不期望的噪聲。
4.權(quán)利要求3的頭頂音頻系統(tǒng)，還包括轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以及將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。
5.權(quán)利要求4的頭頂音頻系統(tǒng)，還包括至少一個放大器，該放大器用于放大到揚(yáng)聲器的輸出信號。
6.權(quán)利要求5的頭頂音頻系統(tǒng)，其中所述多個音頻源包括AM/FM收音機(jī)、激光唱片播放器、光盤播放器、盒式磁帶播放器、數(shù)字音頻播放器、輔助音頻輸入、藍(lán)牙設(shè)備、USB端口和無線音頻輸入設(shè)備中的至少一個。
7.權(quán)利要求6的頭頂音頻系統(tǒng)，還包括用戶接口，該用戶接口用于操作所述頭頂音頻系統(tǒng)。
8.一種在車輛內(nèi)部使用的頂篷，該頂篷包括 一種頭頂音頻系統(tǒng)，包括多路復(fù)用器，其用于從多個音頻源接收音頻輸入信號，并用于發(fā)送音頻輸出信號； 噪聲檢測傳感器，其用于檢測不期望的噪聲，并用于發(fā)送不期望的噪聲信號； 音頻處理器，其包括數(shù)字信號處理器和混合數(shù)字信號處理器； 其中所述數(shù)字信號處理器接收和處理所述音頻輸出信號和所述不期望的噪聲信號；以及其中所述混合數(shù)字信號處理器合并已處理的音頻輸出信號和已處理的不期望的噪聲信號，以產(chǎn)生已經(jīng)被修正以補(bǔ)償所述不期望的噪聲的凈輸出信號。
9.權(quán)利要求8的頂篷，其中所述頭頂音頻系統(tǒng)被容納在所述車輛的頂篷內(nèi)，并且所述修正的輸出信號被發(fā)送。
10.權(quán)利要求8的頂篷，其中所述音頻處理器通過以下方法中的至少一種來實(shí)現(xiàn)對不期望的噪聲的修正，由此使得所述不期望的噪聲聽不見，所述方法為變化、衰減、改變、替代、過濾、消除或除去所述不期望的噪聲。
11.權(quán)利要求9的頂篷，還包括轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以及將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。
12.權(quán)利要求10的頂篷，還包括至少一個放大器，該放大器用于放大到揚(yáng)聲器的輸出信號。
13.權(quán)利要求11的頂篷，其中所述多個音頻源包括AM/FM收音機(jī)、激光唱片播放器、光盤播放器、盒式磁帶播放器、數(shù)字音頻播放器、輔助音頻輸入、藍(lán)牙設(shè)備、USB端口和無線音頻輸入設(shè)備中的至少一個。
14.權(quán)利要求12的頂篷，還包括用戶接口，該用戶接口用于操作所述頭頂音頻系統(tǒng)。
全文摘要
一種在車輛中使用的頭頂音頻系統(tǒng)，該頭頂音頻系統(tǒng)包括多路復(fù)用器，其用于從多個音頻源接收音頻輸入信號，并用于發(fā)送輸出信號；噪聲檢測傳感器，其用于檢測噪聲，并提供噪聲數(shù)據(jù)；音頻處理器，其用于處理從所述多路復(fù)用器接收的所述輸出信號，并用于從所述噪聲檢測傳感器接收所述噪聲數(shù)據(jù)，其中所述音頻處理器基于所述噪聲數(shù)據(jù)處理所述輸出信號，并將已處理的輸出信號發(fā)送到揚(yáng)聲器；并且其中所述頭頂音頻系統(tǒng)被容納在所述車輛的頂篷內(nèi)。
文檔編號H03B29/00GK102224674SQ200980146545
公開日2011年10月19日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者B·K·瑟維斯, L·R·哈默林克, P·C·勞克斯 申請人:江森自控科技公司