降噪設(shè)備和方法以及具有無(wú)磁性揚(yáng)聲器的音頻播放設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種降噪設(shè)備和方法以及具有無(wú)磁性揚(yáng)聲器的音頻播放設(shè)備。所述音頻設(shè)備包括：輸入裝置，被配置為接收包含噪聲的音頻信號(hào)；周期估計(jì)單元，被配置為估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期；降噪器，被配置為通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號(hào)減去和移除噪聲樣式；噪聲更新器，被配置為根據(jù)噪聲的幅度變化來(lái)更新噪聲樣式；輸出裝置，被配置為輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
【專利說(shuō)明】降噪設(shè)備和方法以及具有無(wú)磁性揚(yáng)聲器的音頻播放設(shè)備
[0001] 本申請(qǐng)要求于2013年10月8日提交到美國(guó)專利局的第61/888, 137號(hào)美國(guó)臨時(shí) 申請(qǐng)的權(quán)益以及2014年7月8日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2014-0085353號(hào)韓國(guó)專 利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，它們的公開(kāi)通過(guò)引用全部合并于此。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 示例性實(shí)施例涉及一種能夠在不受噪聲的不利影響的情況下進(jìn)行流暢通信的音 頻通信方法和設(shè)備，其中，所述噪聲具有在預(yù)定時(shí)間段重復(fù)的樣式。具體地，一種音頻通信 方法方便了醫(yī)療人員和病人之間的通信而不會(huì)受到核磁共振成像（MRI)過(guò)程產(chǎn)生的噪聲 的不利影響，以便在MRI過(guò)程期間通過(guò)使用顯示器、耳機(jī)或揚(yáng)聲器來(lái)提供娛樂(lè)、通信和病人 診斷服務(wù)，并且提供了一種在MRI過(guò)程期間為病人回放多媒體內(nèi)容的音頻播放設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0003] -種針對(duì)音頻通信降低噪聲的方法在于使用波束成形技術(shù)。該方法包括經(jīng)由多 個(gè)麥克風(fēng)接收包含噪聲信號(hào)和音頻信號(hào)的混合的輸入，并通過(guò)使用最大峰值無(wú)失真響應(yīng) (MKDR)算法和最小方差無(wú)失真響應(yīng)（MVDR)算法來(lái)恢復(fù)音頻信號(hào)。
[0004] 在存在強(qiáng)磁場(chǎng)的MRI環(huán)境中，不應(yīng)使用包括一般磁性部件的材料。因此，在應(yīng)用強(qiáng) 磁場(chǎng)的MRI環(huán)境中，一般動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器（dynamicspeaker)不能正常工作。已經(jīng)使用了風(fēng)動(dòng) 揚(yáng)聲器（pneumaticspeaker)或壓電揚(yáng)聲器（piezo-electrospeaker)以便將音頻信號(hào)發(fā) 送到被置于強(qiáng)磁場(chǎng)中的病人。由于這些揚(yáng)聲器不使用磁性材料，因此它們可以在強(qiáng)場(chǎng)MRI 環(huán)境中工作而不會(huì)損害MRI圖像質(zhì)量。然而，這些揚(yáng)聲器由于它們?cè)诘皖l再現(xiàn)能力和輸出 電平方面的限制而展示的整體特性不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] -個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例包括一種用于在具有周期性樣式的高等級(jí)的噪聲的 環(huán)境中的說(shuō)話者和另一方之間的音頻通信的系統(tǒng)和方法。
[0006] -個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例涉及一種在MRI噪聲環(huán)境中將語(yǔ)音發(fā)送到病人的音 頻播放設(shè)備，更具體地，涉及一種設(shè)計(jì)用于通過(guò)使用無(wú)磁性揚(yáng)聲器（例如，無(wú)磁鐵揚(yáng)聲器、 不具有磁鐵的揚(yáng)聲器等）和用于操作無(wú)磁性揚(yáng)聲器的算法來(lái)再現(xiàn)諸如語(yǔ)音和音頻的音頻 信號(hào)并有效地削弱MRI噪聲的系統(tǒng)，其中，所述無(wú)磁性揚(yáng)聲器在MRI孔洞內(nèi)外均正常工作。
[0007] -個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例包括一種用于在具有周期性樣式的高等級(jí)噪聲的核 磁共振成像（MRI)環(huán)境中的病人和醫(yī)務(wù)人員之間的音頻通信的降噪方法，以及一種被構(gòu)造 為在具有分布在MRI孔洞內(nèi)外的各種強(qiáng)度的磁場(chǎng)的全部環(huán)境中工作的音頻播放設(shè)備以便 在MRI掃描期間為病人提供額外的服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這些，提供了一種具有無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲 器的音頻播放設(shè)備和一種包括控制方法和設(shè)備的音頻播放系統(tǒng)，其中，所述無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng) 聲器在MRI磁場(chǎng)中工作，所述控制方法和設(shè)備通過(guò)適應(yīng)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變來(lái)保持預(yù)定等級(jí) 的音頻性能。音頻播放系統(tǒng)是面向MRI的系統(tǒng)，其適應(yīng)于不管根據(jù)頭戴式耳機(jī)的位置的靜 態(tài)磁場(chǎng)的改變而進(jìn)行操作。
[0008] 將在以下描述中部分地闡述其它方面，部分地，通過(guò)描述將是清楚的，或者可通過(guò) 本實(shí)施例的實(shí)踐而得知。
[0009] 根據(jù)示例性實(shí)施例的一方面，一種音頻設(shè)備包括：輸入單元，接收包含噪聲的音頻 信號(hào)；周期估計(jì)器，估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期；降噪單元，通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣 式的周期在頻域中從音頻信號(hào)減去和移除噪聲樣式；噪聲更新單元，根據(jù)噪聲的幅度變化 來(lái)更新噪聲樣式；輸出單元，輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
[0010] 周期估計(jì)單元可從產(chǎn)生噪聲的裝置獲得噪聲的周期信息，或者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí) 間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期信息。
[0011] 降噪器單元可包括：匹配單元（例如，匹配裝置等），將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的 當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配；計(jì)算器，移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配的噪聲幀的頻譜，并經(jīng)由后 處理移除殘余噪聲。
[0012] 噪聲更新單元可確定在音頻信號(hào)的當(dāng)前幀中是否存在語(yǔ)音，如果在當(dāng)前幀中不存 在語(yǔ)音則更新噪聲樣式并請(qǐng)求降噪單元移除噪聲樣式，確定通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的輸 出信號(hào)是否被放大到比輸入噪聲更大的程度以及是否發(fā)散，如果輸出信號(hào)發(fā)散，則請(qǐng)求周 期估計(jì)單元對(duì)噪聲樣式的信息進(jìn)行初始化。
[0013] 根據(jù)另一示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種降低噪聲的方法，包括：接收包含噪 聲的音頻信號(hào)；估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期；通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期在頻 域中從音頻信號(hào)減去和移除噪聲樣式；根據(jù)噪聲的幅度變化來(lái)更新噪聲樣式；輸出通過(guò)移 除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
[0014] 估計(jì)噪聲樣式的周期的步驟可包括：從產(chǎn)生噪聲的裝置獲得噪聲的周期信息，或 者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期信息。
[0015] 減去和移除噪聲樣式的步驟可包括：將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索 引匹配；移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配的噪聲幀的頻譜；經(jīng)由后處理移除殘余噪聲。
[0016] 更新噪聲樣式的步驟可包括：確定在音頻信號(hào)的當(dāng)前幀中是否存在語(yǔ)音；如果在 當(dāng)前幀中不存在語(yǔ)音則更新噪聲樣式并從音頻信號(hào)移除噪聲樣式，確定通過(guò)移除噪聲樣式 而獲得的輸出信號(hào)是否被放大到比輸入噪聲更大的程度以及是否發(fā)散，如果輸出信號(hào)發(fā) 散，則對(duì)噪聲樣式的信息進(jìn)行初始化。
[0017] 根據(jù)另一示例性實(shí)施例的一方面，一種音頻播放設(shè)備包括：音頻輸出單元，配備有 無(wú)磁性揚(yáng)聲器并輸出音頻信號(hào)；選擇單元，根據(jù)由于靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度變化而導(dǎo)致的無(wú)磁性 揚(yáng)聲器的輸出變化來(lái)選擇線圈的長(zhǎng)度或電流的強(qiáng)度；再現(xiàn)單元，通過(guò)選擇的線圈的長(zhǎng)度或 選擇的電流的強(qiáng)度來(lái)再現(xiàn)音頻信號(hào)。
[0018] 音頻輸出單元可包括無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器，所述無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器包括：多個(gè)線圈， 所述多個(gè)線圈具有多個(gè)長(zhǎng)度；分析傳感器，測(cè)量無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出變化。選擇單元可從無(wú) 磁性動(dòng)態(tài)傳感器的所述多個(gè)線圈中選擇至少一個(gè)線圈。再現(xiàn)單元可使用選擇的線圈根據(jù)無(wú) 磁性動(dòng)態(tài)傳感器的特性再現(xiàn)音頻信號(hào)。
[0019] 無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的多個(gè)線圈可包括多個(gè)環(huán)形線圈，所述多個(gè)環(huán)形線圈具有不同 的直徑并且連接到一個(gè)振動(dòng)盤(pán)。
[0020] 無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的與振動(dòng)盤(pán)連接的多個(gè)線圈中的線圈可被劃分為多個(gè)線圈組， 操作線圈組的次數(shù)可根據(jù)選擇單元的選擇而改變。
[0021] 電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器可包括可變電阻或電阻大小選擇器和增益控制器，并通過(guò)選擇電 阻的大小來(lái)調(diào)節(jié)選擇單元選擇的電流的強(qiáng)度。
[0022] 根據(jù)不例性實(shí)施例的一方面，一種主動(dòng)噪聲控制方法包括：根據(jù)靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度 選擇輸出裝置，其中，靜態(tài)磁場(chǎng)根據(jù)輸出裝置的位置而變化；控制在選擇的輸出裝置中使用 的增益；通過(guò)反映選擇的輸出裝置和增益來(lái)計(jì)算主動(dòng)噪聲控制信號(hào)；通過(guò)將主動(dòng)噪聲控制 信號(hào)輸出到選擇的輸出裝置來(lái)執(zhí)行噪聲控制。
[0023]選擇輸出裝置的步驟可包括：按照從最短到最長(zhǎng)的順序操作多個(gè)線圈；分析經(jīng)由 分析傳感器獲得的輸出信號(hào)，其中，所述分析傳感器用于測(cè)量輸出裝置的響應(yīng)；確定是否由 于輸出信號(hào)的波形從輸入到輸出裝置的輸入信號(hào)的波形變形而發(fā)生失真以及是否能夠再 現(xiàn)比噪聲更響的輸出；從能夠在不引起失真的情況下再現(xiàn)輸出的線圈中選擇最短的線圈。
[0024]選擇輸出裝置的步驟可包括：按照電阻大小從最大到最小的順序?qū)敵鲅b置中的 電流強(qiáng)度調(diào)整器的電阻進(jìn)行操作；分析經(jīng)由分析傳感器獲得的輸出信號(hào)，其中，所述分析傳 感器被配置為測(cè)量輸出裝置的響應(yīng)；確定是否由于輸出信號(hào)的波形從輸入到輸出裝置的輸 入信號(hào)的波形偏離而發(fā)生失真以及是否能夠再現(xiàn)比噪聲更響的輸出；從能夠在不引起失真 的情況下再現(xiàn)輸出的電阻中選擇最大的電阻。
[0025]控制增益的步驟可包括：基于與輸入噪聲等級(jí)和使用從輸出裝置的多個(gè)線圈中選 擇的線圈的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的輸出有關(guān)的信息計(jì)算增益。
[0026]控制增益的步驟可包括：基于與輸入噪聲等級(jí)和使用從輸出裝置的電流強(qiáng)度調(diào)節(jié) 器的電阻中選擇的電阻的輸出有關(guān)的信息來(lái)計(jì)算增益。
[0027] 計(jì)算主動(dòng)噪聲控制信號(hào)的步驟可包括：基于與噪聲有關(guān)的信息以及與用于測(cè)量選 擇的輸出裝置的響應(yīng)的分析傳感器和選擇的輸出裝置之間的輸出特性有關(guān)的信息，構(gòu)造用 于產(chǎn)生主動(dòng)噪聲控制信號(hào)的濾波器，以減少經(jīng)由分析傳感器輸入的噪聲的幅度。
[0028] 計(jì)算主動(dòng)噪聲控制信號(hào)的步驟可包括：基于與用于測(cè)量選擇的輸出裝置的響應(yīng)的 分析傳感器和選擇的輸出裝置之間的輸出特性有關(guān)的信息以及與經(jīng)由分析傳感器輸入的 噪聲的信息，通過(guò)使用先前輸入的針對(duì)選擇的輸出裝置的固定濾波器計(jì)算主動(dòng)噪聲控制信 號(hào)。
[0029]根據(jù)另一不例性實(shí)施例的一方面，一種無(wú)磁性揚(yáng)聲器包括：音圈；振動(dòng)盤(pán)，與音圈 連接；振動(dòng)吸收部，在振動(dòng)盤(pán)的中心和邊緣之間附接到振動(dòng)盤(pán)的一側(cè)，吸收振動(dòng)盤(pán)產(chǎn)生的振 動(dòng)；擋塊，布置在無(wú)磁性揚(yáng)聲器的前表面或后表面上，從而使無(wú)磁性揚(yáng)聲器的前表面和后表 面彼此分離并支撐附接到振動(dòng)盤(pán)的振動(dòng)吸收部。
[0030]振動(dòng)吸收部可以是由可壓縮材料制成的阻尼器。
[0031]根據(jù)另一不例性實(shí)施例的一方面，一種核磁共振成像（MRI)系統(tǒng)包括：孔洞，產(chǎn)生 磁場(chǎng)；第一音頻輸入裝置，接收包含位于孔洞附近的第一用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)；第二音 頻輸入裝置，接收包含控制MRI系統(tǒng)的第二用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)；第一輸出裝置，經(jīng)由無(wú) 磁性揚(yáng)聲器將包含第二用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)輸出到第一用戶；第二輸出裝置，將包含第 一用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)輸出到第二用戶；主動(dòng)噪聲控制裝置，根據(jù)在MRI系統(tǒng)中使用的 靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度對(duì)第二音頻輸入裝置接收的音頻信號(hào)執(zhí)行主動(dòng)噪聲控制，并將結(jié)果發(fā)送到 第一輸出裝置；降噪信號(hào)處理器，從第一音頻輸入裝置接收的音頻信號(hào)估計(jì)噪聲樣式，在頻 域中移除噪聲樣式，并將結(jié)果發(fā)送到第二輸出裝置。
[0032] 第一音頻輸入裝置可包括指向性麥克風(fēng)。
[0033] 根據(jù)另一不例性實(shí)施例的一方面，一種降低噪聲的方法包括：接收包含核磁共振 成像（MRI)裝置產(chǎn)生的噪聲的音頻信號(hào)；估計(jì)噪聲的噪聲樣式的周期；通過(guò)使用估計(jì)的噪 聲的樣式的周期從音頻信號(hào)移除噪聲樣式；輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
[0034] 估計(jì)噪聲樣式的周期的步驟可包括：從產(chǎn)生噪聲的MRI裝置獲得噪聲的周期信 息，或者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期信息。
[0035] 移除噪聲樣式的步驟可包括：將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹 配；移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引相匹配的噪聲幀的頻譜，并經(jīng)由后處理移除殘余噪聲。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036] 通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其它方面將會(huì)變得清 楚和更容易理解，其中：
[0037] 圖1A是根據(jù)示例性實(shí)施例的在時(shí)域中針對(duì)每個(gè)采樣處理噪聲的方法的流程圖；
[0038] 圖1B示出使用在時(shí)域中針對(duì)每個(gè)采樣處理噪聲的方法的降噪模擬結(jié)果；
[0039] 圖2A是根據(jù)示例性實(shí)施例的在頻域中針對(duì)每個(gè)緩存（或幀）處理噪聲的方法的 流程圖；
[0040] 圖2B示出使用根據(jù)示例性實(shí)施例的在頻域中針對(duì)每個(gè)緩存（或幀）處理噪聲的 方法的降噪模擬結(jié)果；
[0041] 圖3示出核磁共振成像（MRI)靜磁場(chǎng)的強(qiáng)度根據(jù)位置的變化；
[0042] 圖4A到圖4H示出根據(jù)位置對(duì)無(wú)磁性揚(yáng)聲器的主動(dòng)降噪性能測(cè)試的結(jié)果；
[0043] 圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻設(shè)備的框圖；
[0044] 圖6是用于解釋根據(jù)示例性實(shí)施例的降低具有周期性的噪聲的信號(hào)處理方法的 示圖；
[0045] 圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻播放設(shè)備的框圖；
[0046] 圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻播放設(shè)備的詳細(xì)框圖；
[0047] 圖9示出MRI磁場(chǎng)的方向和無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)；
[0048] 圖10示出根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的多層線圈；
[0049] 圖11示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的多層線圈；
[0050] 圖12是根據(jù)示例性實(shí)施例的在圖8中示出的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的電流強(qiáng)度調(diào)整 器的框圖；
[0051] 圖13是用于解釋根據(jù)示例性實(shí)施例的在圖8中示出的靜態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器的操 作的流程圖；
[0052] 圖14示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于無(wú)磁性揚(yáng)聲器的阻尼器（damper)和擋塊 (stopper)的結(jié)構(gòu)；
[0053] 圖15是根據(jù)示例性實(shí)施例的降低噪聲的方法的流程圖；
[0054] 圖16是根據(jù)示例性實(shí)施例的在音頻通信中使用的降噪算法的流程圖；
[0055] 圖17是根據(jù)示例性實(shí)施例的在音頻通信中使用的降噪算法的詳細(xì)流程圖；
[0056] 圖18是根據(jù)示例性實(shí)施例的主動(dòng)噪聲控制（ANC)方法的流程圖；
[0057] 圖19示出根據(jù)示例性實(shí)施例的主動(dòng)降噪算法；
[0058] 圖20示出根據(jù)示例性實(shí)施例的核磁共振成像（MRI)系統(tǒng)；
[0059] 圖21示出顯示通過(guò)將算法應(yīng)用于MRI噪聲而消除了噪聲的模擬結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0060] 現(xiàn)在將詳細(xì)參照示例性實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示 相同的元件。在這方面，示例性實(shí)施例可具有不同形式并且不應(yīng)被理解為限制于在此闡述 的描述；相反，這些示例性實(shí)施例被提供以使得此公開(kāi)將是充分和完整的，并會(huì)將本發(fā)明構(gòu) 思完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。
[0061] 因此，以下通過(guò)參照附圖描述示例性實(shí)施例以解釋【具體實(shí)施方式】的各個(gè)方面。
[0062] 現(xiàn)在將簡(jiǎn)要地描述在此使用的術(shù)語(yǔ)，然后將詳細(xì)描述一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施 例。
[0063] 關(guān)于在此使用的術(shù)語(yǔ)，在考慮一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例中的功能的同時(shí)選擇了 廣泛使用的一般術(shù)語(yǔ)，但是在此使用的術(shù)語(yǔ)可根據(jù)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的意圖、先例或 新技術(shù)的出現(xiàn)而改變。在某些情況下， 申請(qǐng)人:任意地選擇術(shù)語(yǔ)，并且在這種情況下，將在具 體實(shí)施方式中詳細(xì)描述術(shù)語(yǔ)的含義。因此，術(shù)語(yǔ)應(yīng)基于整個(gè)說(shuō)明書(shū)的含義和細(xì)節(jié)被限定，而 不是僅被術(shù)語(yǔ)的名稱限定。
[0064] 當(dāng)一部分"包括"或"包含"一元素時(shí)，除非另有說(shuō)明，否則該部分還可包括其它元 素。在本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"單元"指的是軟件部件或硬件部件（諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣 列（FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐罚ˋSIC))，并且執(zhí)行特定功能。然而，"單元"不限于軟件或硬件。 "單元"還可被配置為可尋址存儲(chǔ)介質(zhì)并且可被配置為操作一個(gè)或更多個(gè)處理器。因此，"單 元"包括諸如軟件元素、面向?qū)ο筌浖?、?lèi)元素和任務(wù)元素的元素、處理、功能、屬性、 程序、子程序、程序代碼段、驅(qū)動(dòng)、固件、微代碼、電路、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、表、陣列和變 量。在元素和單元中提供的功能可被組合為更少數(shù)量的元素和單元或可被劃分為更多數(shù)量 的元素和單元。當(dāng)諸如"…中的至少一個(gè)"的表達(dá)出現(xiàn)在一列元素之后，其修飾全部列出的 元素而不是修飾列出的單個(gè)元素。
[0065] 現(xiàn)在將參照附圖更完整地描述示例性實(shí)施例，從而使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可 容易地實(shí)現(xiàn)示例性實(shí)施例。另外，省略了某些描述以使得示例性實(shí)施例的描述是清楚的。 [0066] 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域使用的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中，核磁共振成像（MRI)被最廣泛地應(yīng)用，這是 因?yàn)槠鋵?duì)于人體具有較小的不利影響。然而，由于響亮的噪聲和長(zhǎng)時(shí)間的掃描，MRI對(duì)于醫(yī) 務(wù)人員和病人造成了不便。在MRI過(guò)程期間，病人會(huì)體驗(yàn)到響亮的噪聲以及由于被局限于 狹窄的孔洞中而引起的恐懼和焦躁。因?yàn)獒t(yī)務(wù)人員在監(jiān)視病人的情況時(shí)聽(tīng)到MRI噪聲和語(yǔ) 音，所以醫(yī)務(wù)人員也會(huì)經(jīng)受壓力。
[0067] 為了在掃描室內(nèi)阻斷病人聽(tīng)到的噪聲，病人被要求佩戴耳塞或耳罩。然而，使用耳 塞或耳罩會(huì)阻止病人與醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行口頭通信，并且不會(huì)降低醫(yī)務(wù)人員聽(tīng)到的噪聲。另外， 該方法會(huì)在承受高等級(jí)的噪聲（諸如直升機(jī)或噴氣式引擎噪聲或工廠中的噪聲）的環(huán)境中 造成通信的嚴(yán)重不便。
[0068] 一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例包括一種能夠通過(guò)使用降噪技術(shù)和主動(dòng)噪聲控制 (ANC)裝置來(lái)在削弱具有周期性的噪聲的同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向音頻通信的方法。該方法允許通過(guò) 應(yīng)用降噪技術(shù)消除了噪聲的音頻信號(hào)的傳輸，并通過(guò)ANC裝置在削弱說(shuō)話者聽(tīng)到的噪聲的 同時(shí)使得說(shuō)話者能夠聽(tīng)到另一方的語(yǔ)音。通過(guò)使用該方法，說(shuō)話者可持續(xù)監(jiān)控另一方的情 況，并且例如通過(guò)詢問(wèn)當(dāng)前狀態(tài)來(lái)與另一方通信。
[0069] 隨著諸如計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT)、MRI和超聲裝置的尖端成像設(shè)備的發(fā)展，醫(yī)學(xué)成 像的需求和重要性正在增加。與其它類(lèi)型的裝置相比，由于MRI裝置通過(guò)顯示更清晰的細(xì) 節(jié)人體結(jié)構(gòu)的圖像來(lái)為醫(yī)生或病人提供更多條信息并且對(duì)于人體無(wú)害，因此MRI裝置正被 更廣泛地使用。隨著MRI技術(shù)的發(fā)展，MRI裝置可通過(guò)使用更強(qiáng)力的磁場(chǎng)在更短時(shí)間內(nèi)提供 更精確的圖像。然而，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)，MRI噪聲變得更加響亮。MRI掃描產(chǎn)生的100dB以 上的高等級(jí)噪聲會(huì)對(duì)病人造成很強(qiáng)的不適并且由于長(zhǎng)時(shí)間的掃描會(huì)對(duì)聽(tīng)覺(jué)器官造成損傷。 因此，需要能夠在具有高等級(jí)噪聲的MRI掃描環(huán)境中保護(hù)聽(tīng)覺(jué)器官或允許被檢查者聽(tīng)到外 部音頻或音樂(lè)的設(shè)備或方法。
[0070] 一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例包括一種方法，該方法通過(guò)使用噪聲消除技術(shù)和ANC 耳機(jī)、揚(yáng)聲器系統(tǒng)或顯示器，在削弱醫(yī)務(wù)人員和病人在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)聽(tīng)到的MRI噪聲的同時(shí)，能 夠進(jìn)行雙向音頻通信并提供額外的服務(wù)，一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例還提供一種設(shè)備，該 設(shè)備通過(guò)使用在MRI孔洞內(nèi)外均可正常工作的無(wú)磁性揚(yáng)聲器（例如，無(wú)磁鐵揚(yáng)聲器、不具有 磁鐵的揚(yáng)聲器等）以及操作該無(wú)磁性揚(yáng)聲器的算法，回放諸如語(yǔ)音和音頻的音頻信號(hào)并主 動(dòng)削弱MRI噪聲。通過(guò)使用噪聲消除技術(shù)消除了MRI噪聲的病人的音頻信號(hào)被發(fā)送到控制 室中的醫(yī)務(wù)人員，戴有ANC耳機(jī)的病人經(jīng)由ANC耳機(jī)聽(tīng)到醫(yī)務(wù)人員的語(yǔ)音。通過(guò)使用示例 性方法和設(shè)備，醫(yī)務(wù)人員可持續(xù)監(jiān)控病人的情況，病人可例如通過(guò)詢問(wèn)關(guān)于MRI掃描的當(dāng) 前狀態(tài)來(lái)與醫(yī)務(wù)人員通信。此外，通過(guò)使用該方法和設(shè)備，在MRI掃描期間，可為病人提供 多媒體內(nèi)容，醫(yī)生可對(duì)病人執(zhí)行遠(yuǎn)程診斷，或者提供針對(duì)病人定制的各種補(bǔ)充信息的服務(wù) 可被提供。
[0071] 根據(jù)在MRI環(huán)境中使用的降噪方法和通信方法，包含MRI噪聲的病人的音頻信號(hào) 經(jīng)由掃描室內(nèi)的麥克風(fēng)被輸入，針對(duì)每個(gè)米樣從輸入信號(hào)移除噪聲分量，得到的信號(hào)被輸 出到控制室。另一方式可包括通過(guò)使用耳塞類(lèi)型輸入/輸出裝置將病人的語(yǔ)音發(fā)送到醫(yī)務(wù) 人員并使病人能夠聽(tīng)到來(lái)自掃描室外的音頻信號(hào)。在這種情況下，通過(guò)ANC技術(shù)實(shí)現(xiàn)降噪， 其中，ANC技術(shù)使用經(jīng)由位于耳塞的外部的麥克風(fēng)輸入的信號(hào)。
[0072] 在一個(gè)或更多個(gè)不例性實(shí)施例中，使用MRI過(guò)程產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲 器被用作在MRI環(huán)境中再現(xiàn)音頻的揚(yáng)聲器。無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器不使用磁鐵，在振動(dòng)片由于 靜態(tài)磁場(chǎng)和流過(guò)音圈的電流之間產(chǎn)生的洛倫茲力而運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生聲音。在不具有在一般揚(yáng)聲 器中使用的永久磁鐵的情況下，無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器可通過(guò)使用在MRI環(huán)境中存在的強(qiáng)靜態(tài) 磁場(chǎng)來(lái)有效地再現(xiàn)寬頻譜的聲音。
[0073] 在MRI掃描期間可提供的其它服務(wù)可包括娛樂(lè)服務(wù)以及通過(guò)病人和醫(yī)生之間的 通信提供反饋（諸如關(guān)于病人的運(yùn)動(dòng)的信息），其中，娛樂(lè)服務(wù)通過(guò)使用顯示裝置/頭部固 定的音頻播放設(shè)備來(lái)使病人放松。
[0074] 在MRI環(huán)境中，由于說(shuō)話者和用于獲取音頻的麥克風(fēng)之間的長(zhǎng)距離而導(dǎo)致高等級(jí) 的噪聲和負(fù)信號(hào)噪聲比（SNR)，因此難以發(fā)送音頻并且有效地降低噪聲，這是因?yàn)樵肼暠纫?頻更響。此外，因?yàn)橛糜诖_定音頻信號(hào)的存在的技術(shù)在MRI環(huán)境中不精確，所以在其使用方 面更新將被移除的噪聲分量受限。
[0075] 圖1A是根據(jù)示例性實(shí)施例的在時(shí)域中針對(duì)每個(gè)采樣處理噪聲的方法的流程圖， 圖1B示出使用在時(shí)域中針對(duì)每個(gè)采樣處理噪聲的方法的降噪模擬結(jié)果。在圖1B中，上面 和下面的波形圖分別示出了輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形。
[0076] 參照?qǐng)D1A，輸入信號(hào)的周期信息被輸入（操作110)。
[0077] 來(lái)自輸入信號(hào)的噪聲被存儲(chǔ)為周期性噪聲樣式（操作120)。
[0078] 基于每個(gè)米樣，在時(shí)域中從輸入信號(hào)移除噪聲樣式的米樣（操作130)。
[0079] 確定輸入信號(hào)中除了噪聲之外的語(yǔ)音或音頻的存在（操作140)。如果確定音頻存 在，則處理返回到操作130以處理下一個(gè)采樣。
[0080] 如果在操作140音頻不存在，則可確定僅存在噪聲，并更新噪聲樣式（操作150)。 然后，處理返回到操作130以處理下一個(gè)采樣。
[0081] 然而，當(dāng)如圖1A所示來(lái)自輸入信號(hào)的噪聲被存儲(chǔ)為周期性噪聲樣式并在時(shí)域中 對(duì)每個(gè)米樣執(zhí)行降噪時(shí)，輸入信號(hào)與噪聲樣式不匹配的部分中的噪聲不會(huì)被有效地降低， 反而被放大，如圖1B所示。此外，根據(jù)圖1A的方法，沒(méi)有關(guān)于輸出信號(hào)是否發(fā)散做出確定。 輸出信號(hào)的發(fā)散的意思是輸出信號(hào)被放大到比輸入信號(hào)更大的程度，如圖1B所示。
[0082] 圖2A示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的在頻域中針對(duì)每個(gè)緩存（或幀）處理噪聲的方 法，圖2B示出使用根據(jù)示例性實(shí)施例的圖2A的方法的降噪模擬結(jié)果。在圖2B中，上面和 下面的波形圖分別示出輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的波形。
[0083] 參照?qǐng)D2A，噪聲樣式被存儲(chǔ)在緩存中（操作210)。
[0084] 從噪聲樣式估計(jì)噪聲的周期，或者可從外部源輸入噪聲的周期（操作220)。
[0085] 對(duì)噪聲樣式和輸入緩存執(zhí)行快速傅里葉變換（FFT)以將噪聲樣式和輸入緩存轉(zhuǎn) 換到頻域（操作230)。
[0086] 基于每個(gè)緩存從輸入緩存減去噪聲樣式的大小，并可從減法的結(jié)果進(jìn)一步移除殘 余噪聲（操作240)。
[0087] 對(duì)降噪的結(jié)果執(zhí)行逆FFT(IFFT)以將降噪的結(jié)果轉(zhuǎn)換到時(shí)域（操作250)。
[0088] 確定輸入信號(hào)中除了噪聲之外的語(yǔ)音或音頻的存在（操作260)。如果音頻存在， 則處理返回到操作230以處理下一緩存。
[0089] 如果在操作260不存在音頻，則可確定僅存在噪聲，并更新噪聲樣式（操作270)。
[0090] 確定更新的噪聲樣式是否發(fā)散（操作280)。如果更新的樣式被用于降噪，則與輸 入信號(hào)相比，輸出信號(hào)被顯著地放大或者發(fā)散。因此，為了估計(jì)噪聲樣式的周期，處理返回 到操作210。
[0091] 如果更新的噪聲樣式不發(fā)散，則處理返回到操作230以通過(guò)使用更新的噪聲樣式 處理下一個(gè)緩存。
[0092] 當(dāng)如圖2A所示在頻域中針對(duì)每個(gè)緩存（或幀）處理了噪聲時(shí)，則可如圖2B所示 通過(guò)從輸入信號(hào)降噪而獲得不發(fā)散的輸出信號(hào)。
[0093] 圖3示出MRI靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度根據(jù)位置的變化。在圖3中，如果病人躺在MRI孔洞 中并且病人的頭部在MRI孔洞的中心，則橫坐標(biāo)軸（Z)可對(duì)應(yīng)于從MRI孔洞的中心朝向其 入口（即，病人的腿）的方向。坐標(biāo)軸（R，Y)可以是從MRI孔洞的中心開(kāi)始的放射方向，或 者是垂直于地面的方向。穿過(guò)紙面的方向（X軸方向）可以是從MRI孔洞的中心開(kāi)始的放射 方向，并且是與地面水平的方向。每個(gè)雜散場(chǎng)線（strayfieldline)的值表示高斯值。雜散 場(chǎng)線從外向內(nèi)按照 〇? 05 - 0? 1 - 0? 2 - 0? 5 - 1 - 2 - 5 - 10 - 20 - 50 - 100 - 200mT 的順序被表示。
[0094] 由于無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器使用在MRI孔洞內(nèi)創(chuàng)建的靜態(tài)磁場(chǎng)，因此靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度 顯著地影響無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的輸出。然而，圖3顯示出靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度從MRI孔洞的中 心向MRI孔洞外部迅速地減小。例如，在3特斯拉（T)MRI掃描器中，在距離MRI孔洞的中 心大約1. 8m處的靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度減小到50mT，這等于MRI孔洞的中心處的靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度 的六十分之一。
[0095] 圖4A到圖4H示出根據(jù)位置對(duì)無(wú)磁性揚(yáng)聲器執(zhí)行的主動(dòng)降噪性能測(cè)試的結(jié)果。
[0096] 圖4A和圖4B分別示出在孔洞的中心的位置處（與孔洞的中心相距0cm)的主動(dòng)降 噪性能測(cè)試的結(jié)果以及在與孔洞朝向其內(nèi)部的一端相距l(xiāng)〇cm處（與孔洞的中心相距60cm) 的主動(dòng)降噪性能測(cè)試的結(jié)果。圖4C到圖4H分別示出在與與孔洞朝向其外部的一端相距 20cm、50cm、60cm、70cm、80cm和 90cm(與孔洞的中心相距 90cm、120cm、130cm、140cm、150cm 和160cm)的位置處的主動(dòng)降噪性能測(cè)試的結(jié)果。在圖4A到圖4H中，"ANC關(guān)閉"a和"ANC 打開(kāi)"b分別表示在不執(zhí)行噪聲主動(dòng)降低和在執(zhí)行噪聲主動(dòng)降低時(shí)產(chǎn)生的MRI噪聲。
[0097] 圖4A到圖4H示出在與沒(méi)有執(zhí)行噪聲主動(dòng)降低（"ANC關(guān)閉"a)時(shí)相比，在執(zhí)行了 噪聲主動(dòng)降低（"ANC打開(kāi)"b)時(shí)噪聲被降低了相當(dāng)大的程度。然而，隨著與孔洞的中心的 距離增加，輸出（即，"ANC關(guān)閉"a和"ANC打開(kāi)"b所指示的噪聲等級(jí)）之間的差減小。此 夕卜，圖4E到圖4H顯示在高頻區(qū)域中"ANC打開(kāi)"b所指示的噪聲等級(jí)變得比"ANC關(guān)閉"a所 指不的噪聲等級(jí)更_。
[0098] 由于在MRI孔洞外部磁場(chǎng)強(qiáng)度低，揚(yáng)聲器無(wú)法產(chǎn)生足夠的功率輸出。因此，如圖4E 到圖4H所示，當(dāng)病人的頭部在MRI孔洞之外而對(duì)病人的膝蓋或腳執(zhí)行MRI時(shí)，因?yàn)閾P(yáng)聲器 無(wú)法產(chǎn)生與MRI噪聲的幅度相應(yīng)的功率輸出，所以會(huì)發(fā)生失真。來(lái)自揚(yáng)聲器的失真最終導(dǎo) 致再現(xiàn)正常音頻信號(hào)的失敗或使ANC性能降級(jí)。從圖4E到4H很明顯，隨著遠(yuǎn)離MRI孔洞 而與MRI孔洞的距離增加，由a指示的包含MRI噪聲的信號(hào)中的噪聲具有比由b指示的MRI 噪聲被降低的信號(hào)中的噪聲更高的等級(jí)。
[0099] 在被動(dòng)模式（病人不能自由的選擇內(nèi)容）的MRI掃描期間，諸如多媒體內(nèi)容的服 務(wù)可被提供給病人，并且服務(wù)限制于在提供內(nèi)容之前輸入到娛樂(lè)系統(tǒng)中的內(nèi)容的范圍。
[0100] 圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻設(shè)備500的框圖。
[0101] 參照?qǐng)D5,根據(jù)本示例性實(shí)施例的音頻設(shè)備500包括輸入單元510 (例如，輸入裝 置、輸入等）、周期估計(jì)單元520 (例如，周期估計(jì)器、周期估計(jì)裝置等）、降噪單元530 (諸 如，降噪器、降噪裝置等）、噪聲更新單元540 (例如，噪聲更新器、噪聲更新裝置等）和輸出 單元550 (例如，輸出、輸出裝置等）。
[0102] 輸入單元510接收包含噪聲的音頻信號(hào)。輸入單元510可包括麥克風(fēng)并接收記錄 在存儲(chǔ)介質(zhì)上的音頻信號(hào)或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的音頻信號(hào)。
[0103] 周期估計(jì)單元520估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期。周期估計(jì)單元520可從噪 聲產(chǎn)生裝置獲得噪聲的周期信息或者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái) 計(jì)算周期信息。
[0104] 降噪單元530通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號(hào)減去和移除 噪聲樣式。為了完成此操作，降噪單元530可包括：匹配單元（例如，匹配裝置），用于將噪 聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索引相匹配；計(jì)算器，用于移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引 相匹配的噪聲幀的頻譜并經(jīng)由后處理移除殘余噪聲。
[0105] 噪聲更新單元540根據(jù)噪聲幅度的改變更新噪聲樣式。噪聲更新單元540還確定 在音頻信號(hào)的當(dāng)前幀中是否存在語(yǔ)音。如果在當(dāng)前幀中不存在語(yǔ)音，則噪聲更新單元540 更新噪聲樣式。噪聲更新單元540請(qǐng)求降噪單元530從音頻信號(hào)移除噪聲樣式。
[0106] 噪聲更新單元540還確定通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的輸出信號(hào)是否被放大到比 輸入噪聲更大的程度并且發(fā)散。如果輸出信號(hào)發(fā)散，則噪聲更新單元540請(qǐng)求周期估計(jì)單 元520將噪聲樣式的信息初始化。輸出信號(hào)的"發(fā)散"的意思是輸出信號(hào)被放大到比輸入 信號(hào)更大的程度，如圖1B所示。
[0107] 輸出單兀550可輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。輸出單兀550可包括 用于將音頻信號(hào)輸出為聲音的揚(yáng)聲器，并將音頻信號(hào)記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送音 頻信號(hào)。
[0108] 在一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例中，一種使得說(shuō)話者（例如，病人）能夠與另一方通 信的設(shè)備包括：音頻輸入裝置，由至少一個(gè)用于獲得說(shuō)話者的語(yǔ)音的麥克風(fēng)構(gòu)成；音頻播 放設(shè)備，引入用于在播放音頻信號(hào)時(shí)消除外部噪聲的ANC功能；降噪系統(tǒng)，用于對(duì)輸入的音 頻信號(hào)進(jìn)行降噪。此外，一種使得另一方能夠與說(shuō)話者（例如，病人）通信的設(shè)備可包括： 音頻輸入裝置，由至少一個(gè)用于獲取另一方的語(yǔ)音的麥克風(fēng)構(gòu)成；揚(yáng)聲器或頭戴式耳機(jī)，用 于再現(xiàn)傳送到另一方的聲音。
[0109] 用于音頻通信的降噪
[0110] 通過(guò)經(jīng)由降噪系統(tǒng)對(duì)從自說(shuō)話者輸入到輸入裝置的信號(hào)進(jìn)行降噪而獲得音頻信 號(hào)，將音頻信號(hào)發(fā)送到另一方，并經(jīng)由揚(yáng)聲器或頭戴式耳機(jī)裝置為另一方播放音頻信號(hào)。從 另一方輸入到輸入裝置的信號(hào)也被發(fā)送和輸出到病人佩戴的或安裝在病人身體的一部分 上的ANC裝置或揚(yáng)聲器。
[0111] 圖6是用于解釋根據(jù)示例性實(shí)施例的降低具有周期性的噪聲的信號(hào)處理方法的 示圖。如圖6所示，用于從輸入到輸入裝置的音頻信號(hào)去除噪聲信號(hào)的降噪系統(tǒng)是這樣的 信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器被設(shè)計(jì)為：通過(guò)實(shí)時(shí)分析經(jīng)由麥克風(fēng)輸入的噪聲信號(hào)和從產(chǎn) 生周期性噪聲的裝置輸入的噪聲的周期信息來(lái)提取噪聲信號(hào)的周期性屬性，并且通過(guò)基于 關(guān)于提取的周期性屬性的信息從輸入信號(hào)僅去除噪聲信號(hào)從而僅傳輸音頻信號(hào)。
[0112] 根據(jù)圖1A的方法，從時(shí)域的當(dāng)前輸入信號(hào)減去先前存儲(chǔ)的噪聲。圖1A的方法存 在這種問(wèn)題：如果與當(dāng)前采樣值相應(yīng)的噪聲樣式與時(shí)域的存儲(chǔ)的噪聲樣式不一致，則不能 降低噪聲信號(hào)，而會(huì)放大噪聲信號(hào)。
[0113] 如圖2A所示，在一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例中，關(guān)于噪聲信號(hào)的周期屬性的信息 被預(yù)先分析或?qū)崟r(shí)獲取。此外，獲取與噪聲信號(hào)的每個(gè)周期相應(yīng)的幀中的噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)。針 對(duì)具有適合于音頻信號(hào)處理的形式的每幀輸入噪聲信號(hào)。通過(guò)執(zhí)行頻率處理來(lái)獲得噪聲信 號(hào)數(shù)據(jù)。然后，通過(guò)使用關(guān)于周期性屬性的信息和噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)去除與當(dāng)前幀相應(yīng)的信 號(hào)的頻譜。因此，即使當(dāng)與當(dāng)前幀相應(yīng)的樣式與存儲(chǔ)的噪聲樣式不是精確地一致，也不會(huì)放 大噪聲，并且算法魯棒性地運(yùn)行。為了通過(guò)將存儲(chǔ)的噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)與當(dāng)前幀的時(shí)序信息匹 配來(lái)處理存儲(chǔ)的噪聲信號(hào)數(shù)據(jù)，可通過(guò)使用周期性樣式識(shí)別周期性噪聲的周期信息或者在 時(shí)域或頻域處理經(jīng)由裝置輸入的噪聲的周期信息來(lái)確定周期性屬性。
[0114] 圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻播放設(shè)備700的框圖。
[0115] 參照?qǐng)D7,音頻播放設(shè)備700包括音頻輸出單元710 (例如，音頻輸出、音頻輸出裝 置、揚(yáng)聲器等）、選擇單元720 (例如，選擇器、選擇裝置等）和再現(xiàn)單元730 (例如，再現(xiàn)器、 再現(xiàn)裝置等）。
[0116] 音頻輸出單兀710配備有無(wú)磁性揚(yáng)聲器并且輸出音頻信號(hào)。音頻輸出單兀710可 包括無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器和分析傳感器（例如，麥克風(fēng)），無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器包括具有多個(gè)長(zhǎng) 度的多線圈單元，例如，多個(gè)音圈，分析傳感器用于測(cè)量無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出功率的變化、 揚(yáng)聲器的響應(yīng)和噪聲等級(jí)。多線圈單元包括多個(gè)具有不同直徑且連接到一個(gè)振動(dòng)盤(pán)的多個(gè) 環(huán)形線圈。多線圈單元可通過(guò)將環(huán)形線圈劃分為多個(gè)線圈組來(lái)操作。操作線圈組的次數(shù)根 據(jù)選擇單元720的選擇而變化。
[0117] 音頻輸出單元710可包括具有用于調(diào)節(jié)流過(guò)音圈的電流的強(qiáng)度的電流強(qiáng)度調(diào)節(jié) 器的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器。電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器可包括可變電阻或電阻大小選擇器和增益控制 器，并且通過(guò)選擇電阻的大小來(lái)調(diào)節(jié)由選擇單元720選擇的電流的強(qiáng)度。
[0118] 選擇單元720根據(jù)由于靜磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化導(dǎo)致的無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出功率的 變化來(lái)選擇線圈的長(zhǎng)度或電流的強(qiáng)度。選擇單元720可從通過(guò)線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)的 多線圈單元中選擇至少一個(gè)線圈單元。選擇單元720還可選擇將通過(guò)電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器進(jìn)行 調(diào)節(jié)的電流的強(qiáng)度。
[0119] 再現(xiàn)單元730通過(guò)使用選擇的線圈長(zhǎng)度或選擇的電流強(qiáng)度來(lái)重放音頻信號(hào)。再現(xiàn) 單元730可使用選擇的線圈或選擇的電流強(qiáng)度根據(jù)無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的特性來(lái)再現(xiàn)語(yǔ)言 信號(hào)。
[0120] 圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的音頻播放設(shè)備800的詳細(xì)框圖。
[0121] 參照?qǐng)D8,在MRI環(huán)境下使用無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的根據(jù)本示例性實(shí)施例的音頻播 放設(shè)備800包括具有多音圈810的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器、線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830、電流強(qiáng)度調(diào)節(jié) 器840和靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850。
[0122] 無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器包括多音圈810。無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器還可包括用于測(cè)量揚(yáng)聲器 響應(yīng)和噪聲等級(jí)的分析傳感器820,例如，麥克風(fēng)。多音圈810包括可連接到一個(gè)振動(dòng)盤(pán)860 的多個(gè)環(huán)形線圈。
[0123] 線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830可通過(guò)把將被輸出的音頻信號(hào)輸入到選擇的線圈來(lái)調(diào)節(jié)從 多音圈810中選擇的線圈的全長(zhǎng)。
[0124] 電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840可通過(guò)選擇電阻的大小來(lái)調(diào)節(jié)電流的強(qiáng)度。
[0125] 靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850可根據(jù)磁場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)確定電流的強(qiáng)度或線圈的長(zhǎng)度。
[0126] 現(xiàn)在將參照?qǐng)D9至圖14更詳細(xì)地描述音頻播放設(shè)備800的組件。
[0127] 1)包括多音圈810的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器
[0128] 圖9不出MRI磁場(chǎng)的方向和無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D9,無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲 器包括用于產(chǎn)生聲音的振動(dòng)盤(pán)920和用于移動(dòng)振動(dòng)盤(pán)920的音圈910。具體地講，音圈910 可以以多層線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)，以具有各種線圈長(zhǎng)度。無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器還可包括支持并保護(hù)無(wú) 磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的操作部件并且對(duì)于無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的使用和外觀所必要的揚(yáng)聲器支 架930和耳機(jī)盒940。
[0129] 圖10示出根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的多層線圈。
[0130] 參照?qǐng)D10,當(dāng)圖9中所示的音圈910以多層線圈實(shí)現(xiàn)時(shí)，音圈910可具有不同的直 徑和不同的匝數(shù)。
[0131] 圖11示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的多層線圈。參照?qǐng)D11，音 圈910可通過(guò)將具有相同直徑和相同匝數(shù)的多個(gè)環(huán)形音圈重疊來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0132] 輸入信號(hào)從圖8中所示的線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830輸入，并且隨后被施加到多層音圈 中的每個(gè)線圈。每個(gè)線圈連接到單個(gè)振動(dòng)盤(pán)，并且所有線圈沿不平行于MRI中使用的靜磁 場(chǎng)B0的方向的它們的中心軸排列。
[0133] 使用圖9至圖11中所示的多層音圈的無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器可安裝在耳機(jī)型或非耳 機(jī)型輸出裝置上。在耳機(jī)型輸出裝置中，無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的振動(dòng)盤(pán)朝向人的耳朵設(shè)置。在 非耳機(jī)型輸出裝置中，無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器可朝向人的耳朵安裝并且可安裝在諸如設(shè)置在人 的頭部附近的頭枕的結(jié)構(gòu)上。
[0134] 2)線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830
[0135] 圖8中所示的線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830用于將音頻信號(hào)輸入到多層音圈的輸入部分。 隨后，音頻信號(hào)將被輸出到從多層音圈中選擇的線圈。通過(guò)選擇線圈，線圈的全長(zhǎng)可被調(diào) 節(jié)。
[0136] 3)電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840
[0137] 圖12是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖8中示出的用于無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的電流強(qiáng)度調(diào) 節(jié)器840的框圖。參照?qǐng)D12,電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840包括用于選擇可變電阻或電阻的大小的 電阻選擇器1210和增益控制器1220,并且可通過(guò)選擇電阻的大小來(lái)調(diào)節(jié)電流的強(qiáng)度。電流 強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840在包括具有各種強(qiáng)度的磁場(chǎng)的MRI環(huán)境下通過(guò)改變流過(guò)連接到振動(dòng)盤(pán)的音 圈的電流的強(qiáng)度來(lái)保持無(wú)磁性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的輸出。為此，電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840可使用可變 電阻，并且可根據(jù)靜磁場(chǎng)的強(qiáng)度因電阻的變化而改變流過(guò)音圈的電流的強(qiáng)度。
[0138] 4)靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850
[0139] 圖13是用于解釋根據(jù)示例性實(shí)施例的圖8中所示的靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850的操 作的流程圖。靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850可根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度確定電流強(qiáng)度或線圈長(zhǎng)度。為此，靜 磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850可通過(guò)使用關(guān)于磁場(chǎng)強(qiáng)度的信息來(lái)選擇線圈或電流強(qiáng)度。
[0140] 參照?qǐng)D8和圖13,線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830初始化線圈長(zhǎng)度（即，線圈的選擇），或者 電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器840初始化流過(guò)線圈的電流的強(qiáng)度（操作1310)。
[0141] 靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850將測(cè)試信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器（操作1320)。
[0142] 靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850分析經(jīng)由傳感器（例如，揚(yáng)聲器的振動(dòng)盤(pán)附近的麥克風(fēng)） 饋送的輸入信號(hào)。因此，可通過(guò)傳感器分析揚(yáng)聲器的輸出（操作1330)。
[0143] 靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850可基于操作1330中的分析結(jié)果確定失真是否發(fā)生或者揚(yáng) 聲器的輸出是否不足（操作1340)。
[0144] 如果失真發(fā)生或者輸出不足，則線圈長(zhǎng)度調(diào)節(jié)器830調(diào)節(jié)線圈長(zhǎng)度，或者電流強(qiáng) 度調(diào)節(jié)器840調(diào)節(jié)流過(guò)線圈的電流的強(qiáng)度，以繼續(xù)靜磁場(chǎng)強(qiáng)度的分析（操作1350)。
[0145] 另一方面，如果失真沒(méi)有發(fā)生或者輸出足夠，則靜磁場(chǎng)強(qiáng)度分析器850可基于靜 磁場(chǎng)強(qiáng)度的分析結(jié)果確定電流密度或線圈長(zhǎng)度。
[0146] 通過(guò)使用圖13的方法，可經(jīng)由傳感器（例如，安裝在揚(yáng)聲器的振動(dòng)盤(pán)附近的麥克 風(fēng)）根據(jù)靜磁場(chǎng)強(qiáng)度選擇線圈或電流強(qiáng)度。
[0147] 5)用于無(wú)磁性揚(yáng)聲器的振動(dòng)盤(pán)的阻尼器
[0148] 圖14示出根據(jù)示例性實(shí)施例的用于無(wú)磁性揚(yáng)聲器的阻尼器和擋塊的結(jié)構(gòu)。以振 動(dòng)盤(pán)1430和音圈的中心軸朝向人的耳朵（例如，垂直于磁場(chǎng)）的方式來(lái)設(shè)置無(wú)磁性揚(yáng)聲 器。無(wú)磁性揚(yáng)聲器同時(shí)產(chǎn)生第一半環(huán)形音圈部分1410朝向中心軸下降的操作方式和第二 半環(huán)形音圈部分1420沿著與中心軸相反的方向上升的操作方式，從而消除移動(dòng)音圈的合 力。因此，整個(gè)音圈具有僅旋轉(zhuǎn)而不線性移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式。
[0149] 音圈的外周固定地附著到振動(dòng)盤(pán)1430,并且振動(dòng)盤(pán)1430的支撐力根據(jù)由于振動(dòng) 盤(pán)1430的形狀導(dǎo)致的材料彈性回彈力的差異而沿著音圈的外周是非均勻的。因此，雖然振 動(dòng)盤(pán)1430局部執(zhí)行線性移動(dòng)，但是由振動(dòng)盤(pán)1430產(chǎn)生的振動(dòng)大小很小，并且局部振動(dòng)彼此 抵消。因而不可流暢地再現(xiàn)聲音。為了允許音圈根據(jù)正/負(fù)電流信號(hào)再現(xiàn)聲音，音圈需要平 行于它的中心軸以大位移的方式向上或向下移動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)一個(gè)半環(huán)形音圈部分（例如， 第一半環(huán)形音圈部分1410)的同時(shí)反彈另一個(gè)半環(huán)形音圈部分（例如，第二半環(huán)形音圈部 分1420)的運(yùn)動(dòng)，可基于音圈的位移的運(yùn)動(dòng)來(lái)再現(xiàn)聲音。
[0150] 參照?qǐng)D14,為了反彈第二半環(huán)形音圈部分的運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)吸收部分（即，諸如具有預(yù) 定彈性的高度可變形的海綿的阻尼器1440)附著到振動(dòng)盤(pán)1430的一側(cè)。為了相同的目的， 還將擋塊1450安裝到阻尼器1440之上，并且用作由諸如塑料的剛性體制成的剛性隔墻。通 過(guò)沿著振動(dòng)盤(pán)1430向上移動(dòng)的方向形成阻尼器（1440)-擋塊（1450)結(jié)構(gòu)，可抑制振動(dòng)盤(pán) 1430的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)并且在更大的程度上執(zhí)行上下線性運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，阻尼器1440和擋 塊1450之間的距離以及阻尼器1440的厚度和密度可能是重要因素。當(dāng)振動(dòng)盤(pán)1430的向 上移動(dòng)由具有過(guò)大的力的阻尼器（1440)-擋塊（1450)結(jié)構(gòu)阻礙時(shí)，由于振動(dòng)盤(pán)1430的畸 變或者非正常變形而難以再現(xiàn)特定的頻率范圍。相反，當(dāng)阻尼器1440和擋塊1450之間的 距離過(guò)大從而振動(dòng)盤(pán)1430的向上移動(dòng)由非常小的力阻礙時(shí)，音頻輸出非常低。此外，因?yàn)?附著到振動(dòng)盤(pán)1430的阻尼器1440的重量影響振動(dòng)盤(pán)1430的固有頻率以及頻率響應(yīng)特性 的變化，所以阻尼器1440可根據(jù)振動(dòng)盤(pán)1430的機(jī)械形狀和結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)某叽绾椭亓俊?br> [0151] 現(xiàn)在將參照?qǐng)D15和圖16描述根據(jù)示例性實(shí)施例的降低噪聲的方法。
[0152] 圖15是根據(jù)示例性實(shí)施例的降低噪聲的方法的流程圖。
[0153] 參照?qǐng)D15,包含噪聲的音頻信號(hào)被接收（操作1510)。
[0154] 音頻信號(hào)的噪聲樣式的周期被估計(jì)（操作1520)。在這種情況下，可從噪聲產(chǎn)生裝 置獲取噪聲的周期信息，或者可使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲取的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期信 肩、。
[0155] 可通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期從頻域的音頻信號(hào)減去噪聲樣式來(lái)降低噪聲 (操作1530)。操作1530可包括：將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配，去除 與當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配的噪聲幀的頻譜，經(jīng)由后處理去除殘余噪聲。
[0156] 噪聲樣式根據(jù)噪聲的幅度的變化被更新（操作1540)。操作1540可包括：確定音 頻信號(hào)的當(dāng)前幀中是否存在語(yǔ)音；如果當(dāng)前幀中不存在語(yǔ)音，則更新噪聲樣式，或者從音頻 信號(hào)去除噪聲樣式；確定通過(guò)去除噪聲樣式獲得的輸出信號(hào)是否以比輸入噪聲更大的程度 放大并且發(fā)散；如果輸出信號(hào)發(fā)散，則初始化噪聲樣式的信息。
[0157] 通過(guò)去除噪聲樣式獲得的音頻信號(hào)被輸出（操作1550)。
[0158] 圖16是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于音頻通信的降噪算法的流程圖。
[0159]圖17是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于音頻通信的降噪算法的詳細(xì)流程圖。圖17更詳 細(xì)地示出操作1640 (周期的估計(jì)）、操作1650 (降噪）和操作1660 (更新噪聲）。
[0160] _談話者（例如，病人）語(yǔ)音的獲取
[0161] 通過(guò)麥克風(fēng)和用于降噪的輸入同時(shí)獲取談話者的語(yǔ)音和噪聲信號(hào)。例如，病人的 語(yǔ)音和噪聲信號(hào)可在MRI掃描室中經(jīng)由麥克風(fēng)和用于抵消噪聲的輸入被同時(shí)獲取。在這種 情況下，因?yàn)镸RI環(huán)境具有高噪聲等級(jí)，所以談話者的語(yǔ)音（例如，病人的語(yǔ)音）以比噪聲 低的等級(jí)被輸入。因此，在一個(gè)或更多個(gè)示例性實(shí)施例中，使用指向性麥克風(fēng)來(lái)增大SNR。
[0162]-音頻通信的噪聲消除
[0163] 現(xiàn)在將參照?qǐng)D16和圖17詳細(xì)描述根據(jù)示例性實(shí)施例的用于音頻通信的降噪算 法。
[0164] 參照?qǐng)D16和圖17,程序循環(huán)（S卩，用于音頻通信的降噪算法）開(kāi)始（操作1610)。 程序循環(huán)可以以迭代方式（例如，如圖16和圖17所示通過(guò)在操作1690結(jié)束并返回到操作 1610)來(lái)執(zhí)行。
[0165] 對(duì)在上述談話者語(yǔ)音的獲取的期間獲得的輸入信號(hào)執(zhí)行根據(jù)本示例性實(shí)施例的 降噪算法（操作1620)。
[0166] 確定周期的估計(jì)是否完成（操作1630)。如果周期的估計(jì)沒(méi)有完成，則執(zhí)行周期的 估計(jì)（操作1640)。如果周期的估計(jì)完成，則執(zhí)行降噪（操作1650)。
[0167] 當(dāng)降噪算法運(yùn)行以在操作1640中估計(jì)周期時(shí)，輸入信號(hào)被存儲(chǔ)在噪聲緩沖器中， 并且采樣計(jì)數(shù)開(kāi)始（操作1642)。
[0168] 為了將輸入信號(hào)以足夠的大小存儲(chǔ)在噪聲緩沖器中并且估計(jì)周期，輸入信號(hào)被重 復(fù)地存儲(chǔ)在噪聲緩沖器中，直到采樣計(jì)數(shù)到達(dá)預(yù)定閾值，例如，大于預(yù)定閾值（操作1644)。
[0169] 可通過(guò)計(jì)算經(jīng)由噪聲緩沖器輸入的噪聲的周期來(lái)估計(jì)周期，或者可從噪聲產(chǎn)生裝 置的系統(tǒng)接收周期信息，以用于存儲(chǔ)（操作1646)。
[0170] 然后，執(zhí)行降噪（操作1650)。
[0171] 當(dāng)周期信息的存儲(chǔ)在操作1646中完成時(shí)，輸入信號(hào)按幀被存儲(chǔ)（操作1652)。在 這種情況下，當(dāng)幀的大小很小時(shí)，可抑制降噪的失真。
[0172] 為了對(duì)小的幀執(zhí)行信號(hào)處理，使用以下等式（1)來(lái)計(jì)算關(guān)于在當(dāng)前幀與存儲(chǔ)在噪 聲緩沖器中的噪聲樣式匹配時(shí)的噪聲緩沖器的時(shí)序的信息（即，索引信息）（操作1654):
[0173] 索引=mod(計(jì)數(shù)，周期值）（1)
[0174] 其中，"索引"表示關(guān)于在當(dāng)前幀與存儲(chǔ)在噪聲緩沖器中的噪聲樣式匹配時(shí)的噪聲 緩沖器的時(shí)序的信息。
[0175] 輸入巾貞和與巾貞大小相應(yīng)的噪聲緩沖器信號(hào)（其時(shí)序通過(guò)使用索引信息與輸入中貞 匹配）被轉(zhuǎn)換到頻域，并且輸入幀和噪聲緩沖器信號(hào)的大小被計(jì)算（操作1656)。這種轉(zhuǎn)換 可通過(guò)對(duì)輸入幀和噪聲緩沖器信號(hào)執(zhí)行FFT來(lái)完成。
[0176] 通過(guò)使用如以下等式（2)給出的計(jì)算的大小從輸入信號(hào)減去噪聲樣式信號(hào)來(lái)分 離音頻信號(hào)（操作1658)。

【權(quán)利要求】
1. 一種音頻設(shè)備，包括： 輸入單元，被配置為接收包含噪聲的音頻信號(hào)； 周期估計(jì)器，被配置為估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期； 降噪器，被配置為通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號(hào)減去和移除噪 聲樣式； 噪聲更新器，被配置為根據(jù)噪聲的幅度變化來(lái)更新噪聲樣式； 輸出單元，被配置為輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，周期估計(jì)器被配置為從產(chǎn)生噪聲的裝置獲得噪聲 的周期信息，或者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，降噪器包括： 匹配裝置，被配置為將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配； 計(jì)算器，被配置為移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配的噪聲幀的頻譜，并經(jīng)由后處理移除 殘余噪聲。
4. 一種降低噪聲的方法，所述方法包括： 接收包含噪聲的音頻信號(hào)； 估計(jì)音頻信號(hào)中的噪聲樣式的周期； 通過(guò)使用估計(jì)的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號(hào)減去和移除噪聲樣式； 根據(jù)噪聲的幅度變化來(lái)更新噪聲樣式； 輸出通過(guò)移除噪聲樣式而獲得的音頻信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，估計(jì)噪聲樣式的周期的步驟包括：從產(chǎn)生噪聲的裝 置獲得噪聲的周期信息，或者通過(guò)使用在預(yù)定時(shí)間內(nèi)獲得的音頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算周期 信息。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，減去和移除噪聲樣式的步驟包括： 將噪聲樣式與音頻信號(hào)中的當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配； 移除與當(dāng)前幀的時(shí)間索引匹配的噪聲幀的頻譜； 經(jīng)由后處理移除殘余噪聲。
7. -種音頻播放設(shè)備，包括： 音頻輸出裝置，包括無(wú)磁性揚(yáng)聲器并輸出音頻信號(hào)； 選擇器，被配置為根據(jù)由于靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度變化而導(dǎo)致的無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出變化來(lái) 選擇線圈的長(zhǎng)度或電流的強(qiáng)度； 再現(xiàn)器，被配置為通過(guò)選擇的線圈的長(zhǎng)度或選擇的電流的強(qiáng)度來(lái)再現(xiàn)音頻信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，音頻輸出裝置包括無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器，所述無(wú)磁性 動(dòng)態(tài)傳感器包括： 多個(gè)線圈，所述多個(gè)線圈具有多個(gè)長(zhǎng)度； 分析傳感器，被配置為測(cè)量無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出變化， 其中，選擇器被配置為從無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的所述多個(gè)線圈中選擇至少一個(gè)線圈； 其中，再現(xiàn)器被配置為使用選擇的線圈根據(jù)無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的特性再現(xiàn)音頻信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，音頻輸出裝置包括無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器，所述無(wú)磁性 動(dòng)態(tài)傳感器包括： 電流強(qiáng)度調(diào)節(jié)器，被配置為調(diào)節(jié)流過(guò)音圈的電流的強(qiáng)度； 分析傳感器，被配置為測(cè)量無(wú)磁性揚(yáng)聲器的輸出變化； 其中，選擇器選擇將被無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器中的電流強(qiáng)度調(diào)整器調(diào)整的電流的強(qiáng)度， 其中，再現(xiàn)器使用選擇的電流的強(qiáng)度根據(jù)無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的特性再現(xiàn)音頻信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，無(wú)磁性動(dòng)態(tài)傳感器的所述多個(gè)線圈包括多個(gè)環(huán)形 線圈，所述多個(gè)環(huán)形線圈具有不同的直徑并且連接到一個(gè)振動(dòng)盤(pán)。
11. 一種主動(dòng)噪聲控制方法，包括： 根據(jù)靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度選擇輸出裝置，其中，靜態(tài)磁場(chǎng)根據(jù)輸出裝置的位置而變化； 控制在選擇的輸出裝置中使用的增益； 通過(guò)反映選擇的輸出裝置和增益來(lái)計(jì)算主動(dòng)噪聲控制信號(hào)； 通過(guò)將主動(dòng)噪聲控制信號(hào)輸出到選擇的輸出裝置來(lái)執(zhí)行噪聲控制。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，選擇輸出裝置的步驟包括： 按照從最短到最長(zhǎng)的順序操作輸出裝置中的多個(gè)線圈； 分析經(jīng)由分析傳感器獲得的輸出信號(hào)，其中，所述分析傳感器被配置為測(cè)量輸出裝置 的響應(yīng)； 確定是否由于輸出信號(hào)的波形的從輸入到輸出裝置的輸入信號(hào)的波形變形而發(fā)生失 真以及是否能夠再現(xiàn)比噪聲更響的輸出； 從能夠在不引起失真的情況下再現(xiàn)輸出的線圈中選擇最短的線圈。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，選擇輸出裝置的步驟包括： 按照電阻大小從最大到最小的順序?qū)﹄娏鲝?qiáng)度調(diào)節(jié)器的電阻進(jìn)行操作； 分析經(jīng)由分析傳感器獲得的輸出信號(hào)，其中，所述分析傳感器被配置為測(cè)量輸出裝置 的響應(yīng)； 確定是否由于輸出信號(hào)的波形從輸入到輸出裝置的輸入信號(hào)的波形變形而發(fā)生失真 以及是否能夠再現(xiàn)比噪聲更響的輸出； 從能夠在不引起失真的情況下再現(xiàn)輸出的電阻中選擇最大的電阻。
14. 一種無(wú)磁性揚(yáng)聲器，包括： 音圈； 振動(dòng)盤(pán)，與音圈連接； 振動(dòng)吸收部，在振動(dòng)盤(pán)的中心和邊緣之間附接到振動(dòng)片的一側(cè)，并被配置為吸收振動(dòng) 盤(pán)產(chǎn)生的振動(dòng)； 擋塊，布置在無(wú)磁性揚(yáng)聲器的前表面或后表面上，從而使無(wú)磁性揚(yáng)聲器的前表面和后 表面彼此分離并支撐附接到振動(dòng)盤(pán)的振動(dòng)吸收部。
15. -種核磁共振成像（MRI)系統(tǒng)，包括： 孔洞，被配置為產(chǎn)生磁場(chǎng)； 第一音頻輸入裝置，被配置為接收包含位于孔洞附近的第一用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)； 第二音頻輸入裝置，被配置為接收包含控制MRI系統(tǒng)的第二用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)； 第一輸出裝置，被配置為經(jīng)由無(wú)磁性揚(yáng)聲器將包含第二用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)輸出到 第一用戶； 第二輸出裝置，被配置為將包含第一用戶的語(yǔ)音的音頻信號(hào)輸出到第二用戶； 主動(dòng)噪聲控制裝置，被配置為根據(jù)在MRI系統(tǒng)中使用的靜態(tài)磁場(chǎng)的強(qiáng)度對(duì)第二音頻輸 入裝置接收的音頻信號(hào)執(zhí)行主動(dòng)噪聲控制，并將結(jié)果發(fā)送到第一輸出裝置； 降噪信號(hào)處理器，被配置為從第一音頻輸入裝置接收的音頻信號(hào)估計(jì)噪聲樣式，在頻 域中移除噪聲樣式，并將結(jié)果發(fā)送到第二輸出裝置。
【文檔編號(hào)】H04R9/02GK104519447SQ201410525793
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】車(chē)娥爛, 李建宇, 高祥鐵, 李映尚, 李允宰 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社