+

RU2837777C2 - Noise reduction using segmented, frequency-dependent phase suppression - Google Patents

Noise reduction using segmented, frequency-dependent phase suppression Download PDF

Info

Publication number
RU2837777C2
RU2837777C2 RU2021126061A RU2021126061A RU2837777C2 RU 2837777 C2 RU2837777 C2 RU 2837777C2 RU 2021126061 A RU2021126061 A RU 2021126061A RU 2021126061 A RU2021126061 A RU 2021126061A RU 2837777 C2 RU2837777 C2 RU 2837777C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
noise
time
frequency
segments
Prior art date
Application number
RU2021126061A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021126061A (en
Inventor
Юджин СИГРИФ
Жан-Клод ЦЗЮНЬЦЮА
Original Assignee
Сайленсер Дивайсиз, Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/497,417 external-priority patent/US10720139B2/en
Application filed by Сайленсер Дивайсиз, Ллк filed Critical Сайленсер Дивайсиз, Ллк
Publication of RU2021126061A publication Critical patent/RU2021126061A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2837777C2 publication Critical patent/RU2837777C2/en

Links

Abstract

FIELD: noise reduction technologies.
SUBSTANCE: noise reduction in a signal stream containing an interference signal, called noise, is performed by obtaining a digitized noise signal and using a digital processor circuit to divide the resulting noise signal into different frequency band segments and thus generate multiple segmented noise signals. Then, individually for each segmented noise signal, the processor shifts the segmented noise signal in time by an amount depending on the selected frequency of the segmented noise signal to form a plurality of shifted segmented noise signals. The exact time shift applied to for each noise segment, it takes into account the frequency content of the segment and the processing time of the system. Amplitude scaling is applied individually for each segmented noise signal. The shifted and amplitude-scaled segmented noise signals are then combined to form a composite anti-noise signal, which is output to the signal stream to attenuate noise through destructive interference.
EFFECT: noise reduction through destructive interference.
20 cl, 22 dwg, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Настоящее изобретение, в целом, относится к электронным и автоматическим технологиям подавления шумов. Более конкретно, изобретение относится к технологии шумоподавления, которая генерирует частотно-зависимые антишумовые компоненты во множестве сегментов спектра, точно рассчитанных для системы и реализации.The present invention relates generally to electronic and automatic noise suppression technologies. More particularly, the invention relates to a noise suppression technology that generates frequency-dependent anti-noise components in a plurality of spectrum segments precisely calculated for the system and implementation.

Уровень техникиState of the art

На протяжении десятилетий ученые и инженеры работают над решением технической задачи электронного автоматического шумоподавления (ANC). Базовые физические аспекты распространения волн предполагают возможность формирования «антишумовой» волны, которая имеет противофазу на 180 градусов относительно сигнала шума, и полностью подавляет шум посредством деструктивной помехи. Это работает достаточно хорошо для простых повторяющихся низкочастотных звуковых сигналов. Тем не менее, данное решение не подходит для динамически быстро меняющихся звуковых сигналов или звуков, содержащих более высокие частоты.For decades, scientists and engineers have been working on a technical solution to the problem of electronic automatic noise cancellation (ANC). The basic physics of wave propagation suggest that it is possible to form an “anti-noise” wave that is 180 degrees out of phase with the noise signal and completely cancels the noise through destructive interference. This works well enough for simple, repetitive, low-frequency audio signals. However, this solution is not suitable for dynamically rapidly changing audio signals or sounds containing higher frequencies.

Лучшие современные системы (использующие гибридную структуру, сочетающую в себе прямую связь и обратную связь), могут снизить уровень повторяющегося шума (например, двигатель или вентилятор) на частотах до 2 кГц, используя варианты адаптивной фильтрации LMS (наименьшего среднего квадрата) для формирования сигнала антишума путем повторной оценки передаточной функции, которая генерирует наименьший практический шум на выходе. Хотя компании продолжают инвестировать средства в улучшение ANC результатов, их деятельность, по-видимому, сосредоточена на улучшении этих существующих технологий. Более того, несмотря на наличие значительной вычислительной мощности, очевидно, что ANC, использующий различные адаптивные фильтры, имеет верхний предел частоты где-то ниже 4 кГц, и способность ослаблять сигналы от 10 до 30 дБ.The best modern systems (using a hybrid structure that combines feedforward and feedback) can reduce repetitive noise (such as a motor or fan) at frequencies as low as 2 kHz using LMS (least mean square) adaptive filtering variants to shape the anti-noise signal by re-estimating the transfer function that produces the least practical noise at the output. Although companies continue to invest in improving ANC results, their efforts seem to be focused on improving these existing technologies. Moreover, despite the availability of significant computing power, it is clear that ANC using various adaptive filters has an upper frequency limit somewhere below 4 kHz, and the ability to attenuate signals from 10 to 30 dB.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

В отличие от традиционного подхода, раскрытая система способна подавлять практически любой частотный диапазон в автономном режиме и, по меньшей мере, полный звуковой спектр в режиме реального времени на коммерчески распространенных скоростях обработки, более эффективно, чем используемые современные способы.In contrast to the traditional approach, the disclosed system is capable of suppressing virtually any frequency range in an autonomous mode and at least the entire audio spectrum in real time at commercially available processing speeds, more efficiently than currently used methods.

Скорость обработки и вычислительная мощность продолжают быстро увеличиваться (например, закон Мура действует с 1965 года). Некоторые коммерческие и военно-промышленные отрасли промышленности менее чувствительны к затратам (чем большинство потребительских товаров) и могут приспособиться к более высокой стоимости текущих максимальных скоростей/мощности. Кроме того, в ближайшем будущем будет использована необычайная мощь квантовых вычислений. С учетом вышесказанного, авторы настоящего изобретения предложили варианты осуществления раскрытой системы и способа, которые, как ожидается, со временем станут все более коммерчески привлекательными. Таким образом, в настоящем изобретении для простоты изложения количество вариантов осуществления было сокращено до пяти основных вариантов осуществления, определяемых минимальным количеством различных структур аппаратных систем, необходимых для реализации множества реализаций для изобретения. Структуры аппаратных систем являются частью изобретения, поскольку интегрируются особым образом с вариациями того, что называют методологией обработки сигналов «процессор ядра системы». Основные элементы этих пяти вариантов осуществления изображены на фиг. 1-5. В общих чертах, пять вариантов осуществления могут быть описаны как: системы в воздушной среде; телекоммуникационные и персональные системы; автономные системы обработки сигналов; системы шифрования/дешифрования; и системы распознавания, обнаружения и приема сигнатуры сигналов.Processing speed and computing power continue to increase rapidly (e.g., Moore's Law has been in effect since 1965). Some commercial and military industries are less cost sensitive (than most consumer products) and can accommodate the higher cost of current maximum speeds/power. Additionally, the extraordinary power of quantum computing will be utilized in the near future. In view of the above, the inventors of the present invention have provided embodiments of the disclosed system and method that are expected to become increasingly commercially attractive over time. Thus, in the present invention, for simplicity of presentation, the number of embodiments has been reduced to five basic embodiments defined by the minimum number of different hardware system structures necessary to implement the plurality of implementations for the invention. The hardware system structures are part of the invention because they are integrated in a special way with variations of what is referred to as a "core processor" signal processing methodology. The basic elements of these five embodiments are depicted in Figs. 1-5. Broadly speaking, the five embodiments can be described as: airborne systems; Telecommunication and personal systems; autonomous signal processing systems; encryption/decryption systems; and signal signature recognition, detection and reception systems.

Согласно раскрытой технологии генерируют, используют и применяют требуемый точный сигнал антишума по всему спектру сигнала в реальном времени. Система/алгоритм является гибкой, допускающей более высокое или более низкое разрешение и управление в соответствии с требованиями реализации (или, насколько это практически возможно, учитывая ограничения по стоимости вычислительной мощности или другие ограничивающие факторы, наложенные на инженера-разработчика, внедряющего изобретение). Интеграция этой универсальной и эффективной технологии в конкретные структуры аппаратного и программного обеспечения облегчает использование в широком спектре применений. Авторы изобретения условно классифицируют их по пяти областям на основании структур систем, которые были представлены: системы в воздушной среде; телекоммуникационные и персональные системы; автономные системы обработки сигналов; системы шифрования/дешифрования; и системы распознавания, обнаружения и приема сигнатуры сигналов. Очевидно, что данный список следует рассматривать в качестве потенциально возможного для систем, поскольку данный список не предназначен для ограничения объема настоящего изобретения.According to the disclosed technology, a desired accurate anti-noise signal is generated, used and applied across the entire signal spectrum in real time. The system/algorithm is flexible, allowing for higher or lower resolution and control in accordance with the implementation requirements (or, as far as is practically possible, taking into account the limitations of the cost of computing power or other limiting factors imposed on the development engineer implementing the invention). The integration of this versatile and efficient technology into specific hardware and software structures facilitates use in a wide range of applications. The inventors conditionally classify them into five areas based on the structures of the systems that were presented: airborne systems; telecommunication and personal systems; autonomous signal processing systems; encryption/decryption systems; and signal signature recognition, detection and reception systems. Obviously, this list should be considered as potentially possible for systems, since this list is not intended to limit the scope of the present invention.

В дополнение к полезному эффекту по всему звуковому спектру, раскрытые технологии также могут быть использованы и для электромагнитных сигналов. Таким образом, раскрытые технологии способны подавлять шум практически в любом частотном диапазоне в автономном режиме и, по меньшей мере, по всему звуковому спектру в режиме реального времени с использованием имеющихся в настоящее время в продаже процессоров. Предполагают, что, по мере увеличения скоростей процессора или путем объединения мощности нескольких процессоров, согласно настоящему изобретению будет практически реализован процесс обработки в реальном времени любого электромагнитного сигнала.In addition to the beneficial effect across the entire audio spectrum, the disclosed technologies can also be used for electromagnetic signals. Thus, the disclosed technologies are capable of suppressing noise in virtually any frequency range in an autonomous mode and, at least, across the entire audio spectrum in real time using currently commercially available processors. It is expected that, as processor speeds increase or by combining the power of several processors, the process of real-time processing of any electromagnetic signal will be practically realized according to the present invention.

Алгоритм обрабатывает отдельные частотные сегменты индивидуально, вычисляя идеальный сигнал антишума для системы или приложения, значительно улучшая характеристики шумоподавления во всем аудио спектре. Фактически, данный алгоритм может успешно подавлять шумы по всему аудио спектру в автономных приложениях и приложениях для обработки сигналов. Он также более эффективен по всему аудио спектру в наушниках и радио системах и может обрабатывать более высокие частоты, чем любая другая развертываемая система. Обработка дискретных частотных сегментов (и позволяющая группировать диапазоны или полосы частот, как описано ниже), позволяет настроить алгоритм для высокоэффективной работы любой конкретной реализации в пределах или за пределами аудио спектра.The algorithm processes individual frequency segments individually, calculating the ideal anti-noise signal for the system or application, significantly improving noise cancellation performance across the entire audio spectrum. In fact, the algorithm can successfully cancel noise across the entire audio spectrum in stand-alone and signal processing applications. It is also more effective across the entire audio spectrum in headphones and radio systems, and can handle higher frequencies than any other deployed system. Processing discrete frequency segments (and allowing grouping of frequency ranges or bands, as described below) allows the algorithm to be tuned to work highly effectively for any particular implementation, inside or outside the audio spectrum.

Обработка дискретных частотных сегментов позволяет генерировать сигнал антишума для динамических источников шума, которые быстро изменяются во времени. (Текущие способы, применяемые в коммерческих целях, ограничиваются звуковыми сигналами циклического стационарного типа, такими как шум двигателя.) Обработка дискретных частотных сегментов также снижает необходимость использования множества входных микрофонов в наушниках/микронаушниках.Discrete frequency segment processing allows generation of an anti-noise signal for dynamic noise sources that change rapidly over time. (Current commercially available methods are limited to cyclic stationary type audio signals, such as engine noise.) Discrete frequency segment processing also reduces the need for multiple input microphones in headphones/earphones.

В случае использования аудио, алгоритм также уменьшает количество микрофонов, требуемых для шумоподавления микрофона, и необходимость в сложных алгоритмах «формирования луча» для идентификации полезного речевого сигнала из окружающего шума. В частности, данный аспект относится к телекоммуникационной гарнитуре, потому что сигнал антишума, генерируемый для наушников, должен также эффективно подавлять нежелательные сигналы при добавлении к входному сигналу микрофона с незначительной регулировкой задержки (возможно, с использованием пассивных компонентов для обеспечения требуемой задержки). При желании, в предварительных настройках может быть адаптирована и сохранена обратная связь.In the case of audio, the algorithm also reduces the number of microphones required for microphone noise cancellation and the need for complex "beamforming" algorithms to identify the desired speech signal from ambient noise. This aspect is particularly relevant to telecommunications headsets, because the anti-noise signal generated for headphones must also effectively suppress unwanted signals when added to the microphone input signal with a slight delay adjustment (possibly using passive components to provide the required delay). If desired, feedback can be adapted and stored in the presets.

Режим калибровки уменьшает необходимость дорогостоящей настройки системы для различных физических систем, как на стадии разработки продукта, так и при массовом производстве.Calibration mode reduces the need for expensive system tuning for different physical systems, both during product development and mass production.

Использование полос частот или диапазонов в версиях алгоритма обеспечивает множество преимуществ, включающие в себя:The use of frequency bands or ranges in algorithm versions provides many advantages, including:

I. Уменьшите количество необходимой вычислительной мощности и памяти;I. Reduce the amount of computing power and memory required;

II. Обеспечение максимальной производительности системы для конкретных приложений с минимальными задержками и пониженной сложностью;II. Ensuring maximum system performance for specific applications with minimal latency and reduced complexity;

III. Возможность формирования и развертывания предустановок для различных типов шума, звуков окружающей среды и т.д;III. The ability to create and deploy presets for different types of noise, environmental sounds, etc.;

IV. Возможность использования алгоритма для повышения четкости конкретных сигналов в шумах окружающей обстановки. Это позволяет применять алгоритм для использования в слуховых аппаратах (например, лучше различать речь в шумном ресторане), в приложениях аудио наблюдения (анализ речи из окружающего шума), для распознавания сигнатур устройства в сети или в шумовом поле, или в приложениях шифрования/дешифрования.IV. The ability to use the algorithm to enhance the clarity of specific signals in ambient noise. This allows the algorithm to be used in hearing aids (e.g., better distinguishing speech in a noisy restaurant), in audio surveillance applications (analyzing speech from ambient noise), for recognizing device signatures on a network or in a noise field, or in encryption/decryption applications.

Дополнительные области применимости станут очевидными из описания, приведенного в данном документе. Описание и конкретные примеры в настоящем документе предназначены только для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.Additional areas of applicability will become apparent from the description provided herein. The description and specific examples herein are intended for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Чертежи, описанные в данном документе, предназначены только для иллюстративных целей выбранных вариантов осуществления и не представляют собой все возможные реализации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.The drawings described herein are intended only for illustrative purposes of selected embodiments and do not represent all possible implementations and are not intended to limit the scope of the present invention.

Фиг. 1 является блок-схемой первого варианта осуществления устройства глушителя, полезного в обеспечении ослабления шума или подавления шума в системе в воздушной среде.Fig. 1 is a block diagram of a first embodiment of a muffler device useful in providing noise attenuation or noise suppression in a system in an air environment.

Фиг. 2 является блок-схемой второго варианта осуществления устройства глушителя, полезного для обеспечения ослабления шума или подавления шума в телекоммуникационном микрофоне, телекоммуникационной гарнитуре или системе наушников/мини наушников.Fig. 2 is a block diagram of a second embodiment of a jammer device useful for providing noise attenuation or noise suppression in a telecommunications microphone, telecommunications headset, or earphone/headphone system.

Фиг.3 является блок-схемой третьего варианта осуществления устройства глушителя, полезного в обеспечении ослабления шума или подавления шума в системе обработки сигналов;Fig. 3 is a block diagram of a third embodiment of a muffler device useful in providing noise attenuation or noise suppression in a signal processing system;

Фиг.4 является блок-схемой четвертого варианта осуществления устройства глушителя, полезного для шифрования и дешифрования конфиденциальной информации.Fig. 4 is a block diagram of a fourth embodiment of a jammer device useful for encrypting and decrypting confidential information.

Фиг.5 является блок-схемой пятого варианта осуществления устройства глушителя, полезного для подавления шума при электромагнитной передаче и для отделения сигнатур конкретного оборудования или сообщений от фонового шума линий электропередач (для использования в технологии передачи информации по электрическим сетям и приложениях интеллектуальной энергосистемы, например).Fig. 5 is a block diagram of a fifth embodiment of a jammer device useful for suppressing noise in electromagnetic transmission and for separating signatures of specific equipment or messages from background noise of power lines (for use in power grid communication technology and smart grid applications, for example).

Фиг.6 является блок-схемой, иллюстрирующей способ программирования схемы цифрового процессора для выполнения алгоритма процессора ядра системы, используемого в устройстве глушителя.Fig.6 is a block diagram illustrating a method for programming a digital processor circuit to execute an algorithm of a core processor of a system used in a jammer device.

Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций, дополнительно иллюстрирующей способ программирования схемы цифрового процессора для выполнения алгоритма процессора ядра системы, используемого в устройстве глушителя.Fig. 7 is a flow chart further illustrating a method for programming a digital processor circuit to execute an algorithm of a core processor used in a jammer device.

Фиг. 8 является схемой обработки сигналов, иллюстрирующей технологии обработки, реализованные алгоритмом процессора ядра системы по фиг. 6.Fig. 8 is a signal processing diagram illustrating the processing technologies implemented by the core processor algorithm of the system of Fig. 6.

Фиг.9 является подробной схемой обработки сигнала, иллюстрирующей режим калибровки, используемый применительно к алгоритму процессора ядра системы.Fig.9 is a detailed signal processing diagram illustrating the calibration mode used in connection with the system core processor algorithm.

Фиг. 10 является схемой процесса процессора ядра системы.Fig. 10 is a diagram of the system core processor process.

Фиг.11 является примерной одноблочной системой глушителя в воздушной среде с низким энергопотреблением, сконфигурированной как настольная система персональной тихой зоны.Fig. 11 is an exemplary single-unit low-power airborne silencer system configured as a desktop personal quiet zone system.

Фиг.12 является примерной одноблочной системой глушителя в воздушной среде с низким энергопотреблением, сконфигурированная как оконный блок.Fig. 12 is an exemplary single-unit low-power airborne silencer system configured as a window unit.

Фиг.13 является примерной одноблочной системой глушителя в воздушной среде с низким энергопотреблением, сконфигурированная как блок, установленный в воздушной камере.Fig. 13 is an exemplary single-unit low-power air-filled silencer system configured as a unit mounted in an air chamber.

Фиг.14 является примерной высокомощной многоблочной системой глушителя в воздушной среде, сконфигурированной для снижения шума автомобильной трассы.Fig. 14 is an exemplary high-power multi-block air-to-air muffler system configured to reduce highway noise.

Фиг. 15 является примерной мощной многоблочной системой глушителя в воздушной среде, сконфигурированной для снижения шума в транспортном средстве.Fig. 15 is an exemplary high-power, multi-block air-to-air muffler system configured to reduce noise in a vehicle.

Фиг. 16 является примерной мощной многоблочной системой глушителя в воздушной среде, выполненной с возможностью формировать конус тишины для защиты частного разговора от прослушивания другими.Fig. 16 is an exemplary high power multi-unit airborne jammer system capable of forming a cone of silence to protect a private conversation from being overheard by others.

Фиг. 17 является примерным вариантом осуществления интеграции смартфона.Fig. 17 is an exemplary embodiment of the integration of a smartphone.

Фиг.18 является примерным вариантом осуществления наушников с шумоподавлением.Fig. 18 is an exemplary embodiment of noise-canceling headphones.

Фиг.19 является другим примерным вариантов осуществления наушников с шумоподавлением.Fig. 19 is another exemplary embodiment of noise-canceling headphones.

Фиг.20 иллюстрирует примерную реализацию процессора.Fig.20 illustrates an exemplary implementation of the processor.

Фиг.21 иллюстрирует примерный вариант осуществления шифрования-дешифрования.Fig.21 illustrates an exemplary embodiment of encryption-decryption.

Фиг. 22 иллюстрирует примерную концепцию обнаружения сигнатуры.Fig. 22 illustrates an exemplary signature detection concept.

Соответствующие ссылочные позиции обозначают соответствующие части на нескольких видах чертежей.The corresponding reference numbers designate the corresponding parts in the several drawing views.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Далее будет приведено более полное описание примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.A more complete description of exemplary embodiments will now be given with reference to the accompanying drawings.

Раскрытое устройство глушителя может быть использовано в различных приложениях. В целях иллюстрации далее будет приведено подробное описание пяти примерных вариантов осуществления. Должно быть понятно, что эти примеры обеспечивают понимание некоторых из различных применений, для которых может использоваться устройство глушителя. Другие применения и другие реализации также возможны в рамках прилагаемой формулы изобретения.The disclosed muffler device can be used in various applications. For purposes of illustration, five exemplary embodiments will now be described in detail. It should be understood that these examples provide an understanding of some of the various applications for which the muffler device can be used. Other applications and other implementations are also possible within the scope of the appended claims.

Ссылаясь на фиг.1, был проиллюстрирован первый примерный вариант устройства глушителя. Этот вариант осуществления предназначен для обеспечения шумоподавления для системы в воздушной среде, в котором обнаруживают поступающий шум окружающей среды, и генерируют сигнал шумоподавления и транслируют в окружающую область. Как проиллюстрировано, этот вариант осуществления включает в себя схему 10 процессора цифровых сигналов, имеющую ассоциированную память 12, в которой хранят данные конфигурации, упоминаемые в настоящем документе как предустановки для приложений. Схема процессора цифровых сигналов может быть реализована с использованием коммерчески доступной интегральной схемы мультимедийного процессора, такой как четырехъядерный процессор ARM Cortex A53 Broadcom BCM2837 или тому подобное. Ниже представлено описание способа программирования схемы цифрового сигнального процессора. В предпочтительном варианте осуществления схема процессора цифровых сигналов может быть реализована с использованием компьютера Raspberry Pi, такого как Raspberry Pi 3 модель В или лучше. Это устройство включает в себя схему 10 сигнального процессора, а также графический процессор VideoCore IV, встроенную SDRAM, схему приемопередатчика WiFi и Bluetooth, схему беспроводной локальной сети 802.11n и поддержку связи Bluetooth 4.1. Предусмотрено двадцать GPIO шесть портов, а также USB 2 четыре порта, Ethernet 100Base-T порт, DSI порты и CSI порты, 4-полюсный композитный видео/аудио порт и HDMI 1.4 порт. Эти порты могут использоваться для обеспечения возможности соединения между входами и выходами в схеме 10 процессора сигналов, как показано на блок-схемах фиг. 1-4.Referring to Fig. 1, a first exemplary embodiment of a muffler device was illustrated. This embodiment is intended to provide noise suppression for a system in an air environment in which incoming environmental noise is detected and a noise suppression signal is generated and broadcast to the surrounding area. As illustrated, this embodiment includes a digital signal processor circuit 10 having an associated memory 12 in which configuration data referred to in this document as presets for applications are stored. The digital signal processor circuit can be implemented using a commercially available integrated circuit of a multimedia processor, such as a quad-core ARM Cortex A53 processor Broadcom BCM2837 or the like. A description of a method for programming the digital signal processor circuit is presented below. In a preferred embodiment, the digital signal processor circuit can be implemented using a Raspberry Pi computer, such as a Raspberry Pi 3 model B or better. This device includes a signal processor circuit 10, as well as a VideoCore IV graphics processor, embedded SDRAM, WiFi and Bluetooth transceiver circuitry, 802.11n wireless LAN circuitry, and Bluetooth 4.1 communication support. Twenty GPIO six ports are provided, as well as USB 2 four ports, an Ethernet 100Base-T port, DSI ports and CSI ports, a 4-pole composite video/audio port, and an HDMI 1.4 port. These ports can be used to provide connectivity between inputs and outputs in the signal processor circuit 10, as shown in the block diagrams of Figs. 1-4.

Система шумоподавления в воздушной среде на фиг.1 включает в себя один или несколько входных микрофонов 14, которые развернуты в физическом местоположении, где они могут определять источник шума, который требуется подавить. Каждый из микрофонов 14 подключен к цифро-аудио преобразователю или DAC 16, который преобразует форму аналогового сигнала от подключенного микрофона в цифровые данные, как путем выборки. В то время, как могут быть использованы различные частоты дискретизации в зависимости от задачи, в иллюстрируемом варианте осуществления используют частоту 48 кГц как частоту выборки. Частоту дискретизации выбирают с учетом частотного диапазона, занимаемого большей частью звуковой энергии шума, расстояния между входным микрофоном и микрофоном обратной связи и других факторов, относящихся к конкретным реализациям и целям.The airborne noise reduction system of Fig. 1 includes one or more input microphones 14 that are deployed in a physical location where they can detect a noise source that needs to be suppressed. Each of the microphones 14 is connected to a digital-to-audio converter or DAC 16 that converts the shape of an analog signal from the connected microphone into digital data, as by sampling. While various sampling rates can be used depending on the task, in the illustrated embodiment, a frequency of 48 kHz is used as a sampling frequency. The sampling frequency is selected taking into account the frequency range occupied by most of the sound energy of the noise, the distance between the input microphone and the feedback microphone, and other factors related to specific implementations and purposes.

Между DAC 16 и схемой 10 процессора цифровых сигналов подключена возможная схема 18 вентиля, которая пропускает энергию шума выше заранее определенного порогового значения и блокирует энергию ниже этого порогового значения. Схема 18 вентиля может быть реализована с использованием программного обеспечения, запущенного на процессоре, или с использованием автономной интегральной схемы шумоподавления порогового действия. Схема вентиля выполнена с возможностью различать уровень окружающего фонового шума, который не считается нежелательным, и более высокий уровень шума, ассоциированный с нежелательным шумом. Например, если система подавления шумов в воздушной среде развернута для устранения прерывистого дорожного шума от близлежащей магистрали, пороговое значение вентиля будет установлено на открытие при обнаружении звуковой энергии движения транспортных средств и на закрытие при обнаружении шуршания листвы деревьев в соседней роще. Таким образом, вентиль помогает снизить нагрузку на процессор 10 цифровых сигналов и предотвратить нежелательную накачку.Between the DAC 16 and the digital signal processor circuit 10, an optional gate circuit 18 is connected that passes noise energy above a predetermined threshold and blocks energy below this threshold. The gate circuit 18 may be implemented using software running on the processor or using a stand-alone threshold-type noise suppression integrated circuit. The gate circuit is configured to distinguish between a level of ambient background noise that is not considered unwanted and a higher noise level associated with unwanted noise. For example, if an airborne noise suppression system is deployed to eliminate intermittent road noise from a nearby highway, the gate threshold will be set to open when the sound energy of moving vehicles is detected and to close when the rustling of leaves of trees in a nearby grove is detected. In this way, the gate helps to reduce the load on the digital signal processor 10 and prevent unwanted pumping.

Вентиль может быть конфигурируемым пользователем, позволяя пользователю устанавливать пороговое значение шума, так что только звуки, превышающие установленное пороговое значение, будут рассматриваться как шум. Например, в тихом офисе уровень окружающего шума может составлять около 50 дБ SPL. В такой среде пользователь может установить пороговое значение шума так, чтобы он действовал только для сигналов с уровнем SPL более 60 дБ.The valve may be user configurable, allowing the user to set a noise threshold so that only sounds above the set threshold are considered noise. For example, in a quiet office, the ambient noise level may be around 50 dB SPL. In such an environment, the user may set the noise threshold so that it only operates for signals with an SPL level greater than 60 dB.

К выходу схемы 10 процессора цифровых сигналов подключен цифроаналоговый преобразователь или ADC 20. ADC служит дополнением к DAC 16, преобразуя выходные данные схемы 10 процессора цифровых сигналов в аналоговый сигнал. Аналоговый сигнал представляет собой специально сконструированный сигнал шумоподавления, предназначенный для подавления шума, обнаруженного входным микрофоном (микрофонами) 14. Подходящий усилитель 22 и система 24 громкоговорителей или преобразователей проецируют или транслируют этот сигнал шумоподавления в воздушную среду, где он будет смешиваться с и подавлять источник шума, который слышен из выгодной точки в пределах эффективной области передачи системы 24 громкоговорителей или преобразователей. По существу, система 24 громкоговорителей расположена между источником шума и слушателем или точкой приема, так что слушатель/приемник может принимать сигнал, достигающий его или ее местоположения, за исключением того, что сигналы от источника шума подавляются сигналом шумоподавления от системы 24 громкоговорителей или преобразователей.A digital-to-analog converter or ADC 20 is coupled to the output of the digital signal processor circuit 10. The ADC serves as a complement to the DAC 16 by converting the output data of the digital signal processor circuit 10 into an analog signal. The analog signal is a specially designed noise suppression signal designed to suppress noise detected by the input microphone(s) 14. A suitable amplifier 22 and a speaker or transducer system 24 project or broadcast this noise suppression signal into the air where it will mix with and suppress a noise source that is heard from a vantage point within the effective transmission region of the speaker or transducer system 24. Essentially, the speaker system 24 is positioned between the noise source and the listener or receiving point such that the listener/receiver can receive a signal reaching his or her location except that signals from the noise source are suppressed by the noise suppression signal from the speaker or transducer system 24.

При желании, схема также может включать в себя источник белого или розового шума, который подается на усилитель 22, по существу, смешивая заранее определенное количество белого шума или розового шума с аналоговым сигналом из схемы 10 цифровой обработки сигналов (через ADC 20). Этот источник шума помогает смягчить эффект сигнала шумоподавления, маскируя в противном случае слышимые переходные процессы, которые могут возникнуть, когда сигнал шумоподавления объединяется с сигналом источника шума ниже по потоку от громкоговорителя.If desired, the circuit may also include a white or pink noise source that is fed to the amplifier 22, essentially mixing a predetermined amount of white noise or pink noise with the analog signal from the digital signal processing circuit 10 (via the ADC 20). This noise source helps to soften the effect of the noise-cancelling signal by masking otherwise audible transients that may occur when the noise-cancelling signal is combined with the noise source signal downstream of the loudspeaker.

Микрофон 26 обратной связи расположен перед (ниже по потоку) от системы 24 громкоговорителей. Микрофон обратной связи используют для выборки потока сигнала после введения в поток сигнала антишума. Этот микрофон обеспечивает сигнал обратной связи для схемы 10 процессора цифровых сигналов, которую используют для адаптации алгоритма, управляющего процессом генерирования схемой процессора цифровых сигналов надлежащего сигнала шумоподавления. Хотя это не показано на фиг.1, выходной сигнал микрофона обратной связи может быть обработан подходящими схемами усиления и/или аналого-цифрового преобразователя для обеспечения сигнала обратной связи, используемого алгоритмом шумоподавления. В некоторых реализациях, где используют только амплитуду шума против сигнала шумоподавления, выходной сигнал микрофона обратной связи может быть обработан в аналоговой области для получения амплитуды напряжения сигнала, который может быть обработан усреднением или другими средствами, если необходимо. В других реализациях, где требуется более точная оценка шум против сигнала шумоподавления, также может быть выполнено сравнение фаз с входным сигналом микрофона. В большинстве реализаций этого варианта осуществления системы как фаза, так и амплитуда дискретных сегментов сигнала обратной связи будут анализироваться по сравнению с входным сигналом микрофона или желаемым результатом для приложения (далее в настоящем документе обсуждается формирование и обработка дискретных сегментов). Выходной сигнал микрофона обратной связи может быть дискретизирован и преобразован в цифровой области с использованием аналого-цифрового преобразователя. Микрофон обратной связи может быть подключен либо к микрофонному входу, либо к линейному входу, соединенному с видео/аудио портом схемы процессора цифровых сигналов.A feedback microphone 26 is located in front of (downstream of) the loudspeaker system 24. The feedback microphone is used to sample the signal stream after the anti-noise signal has been introduced into the stream. This microphone provides a feedback signal for the digital signal processor circuit 10, which is used to adapt the algorithm that controls the process of generating an appropriate noise reduction signal by the digital signal processor circuit. Although not shown in Fig. 1, the output signal of the feedback microphone can be processed by suitable amplification circuits and/or an analog-to-digital converter to provide a feedback signal used by the noise reduction algorithm. In some implementations, where only the amplitude of the noise against the noise reduction signal is used, the output signal of the feedback microphone can be processed in the analog domain to obtain the amplitude of the signal voltage, which can be processed by averaging or other means, if necessary. In other implementations, where a more accurate estimate of the noise against the noise reduction signal is required, a phase comparison with the input signal of the microphone can also be performed. In most implementations of this embodiment of the system, both the phase and amplitude of discrete segments of the feedback signal will be analyzed in comparison with the microphone input signal or the desired result for the application (discrete segment generation and processing is discussed later in this document). The output signal of the feedback microphone may be sampled and converted to the digital domain using an analog-to-digital converter. The feedback microphone may be connected to either a microphone input or a line input connected to a video/audio port of the digital signal processor circuit.

Дополнительные примеры системы шумоподавления, показанной на фиг.1, приведены разделе «варианты осуществления различных случаев использования».Additional examples of the noise reduction system shown in Fig. 1 are given in the section “implementation variants for various use cases”.

Второй вариант осуществления устройства глушителя показан на фиг.2. Как будет объяснено, этот вариант осуществления имеет два тракта прохождения сигнала: тракта принятого аудиосигнала, который уменьшает шум в наушниках, мини наушниках или громкоговорителях 24а пользователя; и тракт переданного аудиосигнала, где звуки, захваченные микрофоном телефона 34, обрабатывают для уменьшения шума окружающей среды, также захваченного микрофоном телефона 34. Таким образом, тракт принятого аудиосигнала будут использовать для повышения качества звука в наушниках мини наушниках пользователя или через громкоговорители, уменьшая или устраняя звуки окружающей среды. Это облегчает прослушивание музыки или разговор по телефону. Тракт переданного аудиосигнала будут использовать для частичного или полного подавления звуков окружающей среды, таких как шум ветра, поступающих в микрофон телефона 34 пользователя. Конечно, те же способы шумоподавления можно использовать с другими системами, а не только с телефонами, включающие в себя запись звука через микрофон во время концертов, трансляции звука с использованием микрофонов и тому подобное.A second embodiment of the jammer device is shown in Fig. 2. As will be explained, this embodiment has two signal paths: a received audio signal path that reduces noise in the user's headphones, earphones or loudspeakers 24a; and a transmitted audio signal path, where sounds captured by the microphone of the telephone 34 are processed to reduce environmental noise, also captured by the microphone of the telephone 34. Thus, the received audio signal path will be used to improve the quality of the sound in the user's headphones or through the loudspeakers, reducing or eliminating environmental sounds. This makes it easier to listen to music or talk on the phone. The transmitted audio signal path will be used to partially or completely suppress environmental sounds, such as wind noise, entering the microphone of the user's telephone 34. Of course, the same noise reduction methods can be used with other systems, not just with telephones, including recording sound through a microphone during concerts, broadcasting sound using microphones, and the like.

Со ссылкой на фиг. 2, иллюстрированный примерный вариант осуществления адаптирован для использования с системой гарнитуры и используют некоторые из тех же компонентов, что и вариант осуществления по фиг. 1. В этом варианте осуществления входной микрофон реализован с использованием одного или более чувствительные к шуму микрофоны 14a, расположенные вне гарнитуры или наушников/мини наушников. Аналогово-цифровая схема, ассоциированная или встроенная в каждый чувствительный к шуму микрофон, преобразует окружающий шум в цифровые сигналы, которые поступают в схему 10 цифровой обработки сигналов. Микрофон 26 обратной связи расположен внутри наушников/мини наушников, в соединении аудио с громкоговорителем (громкоговорителями) 24a гарнитуры, или микрофон обратной связи может быть полностью исключен, в связи с более точным управляемым физическим вариантом осуществления. В системах, включающих в себя микрофон обратной связи, данные микрофона обратной связи включают в себя компоненты составного сигнала, которые могут включать в себя полезный развлекательный контент (например, музыкальный или аудио/видео саундтрек) и/или речевой сигнал, плюс шум и антишум, и которые могут быть сравнены с шумовым и противошумовым сигналом, или составной входной и полезный сигнал.With reference to Fig. 2, the illustrated exemplary embodiment is adapted for use with a headset system and uses some of the same components as the embodiment of Fig. 1. In this embodiment, the input microphone is implemented using one or more noise-sensitive microphones 14a located outside the headset or headphones/earphones. An analog-to-digital circuit associated with or built into each noise-sensitive microphone converts ambient noise into digital signals that are fed to the digital signal processing circuit 10. The feedback microphone 26 is located inside the headphones/earphones, in an audio connection with the loudspeaker(s) 24a of the headset, or the feedback microphone can be completely eliminated, due to a more precisely controlled physical embodiment. In systems that include a talkback microphone, the talkback microphone data includes components of a composite signal that may include useful entertainment content (e.g., a music or audio/video soundtrack) and/or a speech signal, plus noise and anti-noise, and that may be compared to a noise and anti-noise signal, or a composite input and useful signal.

Следует отметить, что эта система значительно отличается от обычных систем, поскольку способность эффективно подавлять звуки с частотными компонентами выше 2000 Гц снижает необходимость в способах акустической изоляции, применяемых в обычных наушниках с шумоподавлением. Это позволяет производить более легкие и менее дорогие продукты и способствует эффективному развертыванию в форме «вкладыша».It should be noted that this system is significantly different from conventional systems, as the ability to effectively suppress sounds with frequency components above 2000 Hz reduces the need for acoustic isolation methods used in conventional noise-canceling headphones. This allows for lighter and less expensive products and facilitates efficient deployment in the form of an "earbud".

В этом варианте осуществления обработка шума устройства глушителя может быть реализована независимо для каждого наушника. Для более дешевых продуктов для наушников/мини наушников/гарнитуры обработка может быть реализована совместно для обоих наушников в стереосистеме, или обработка может осуществляться внешним процессором, находящимся в смартфоне или другом устройстве.In this embodiment, the noise processing of the muffler device can be implemented independently for each earphone. For cheaper earphone/mini earphone/headset products, the processing can be implemented jointly for both earphones in a stereo system, or the processing can be performed by an external processor located in a smartphone or other device.

Другое важное отличие в этом варианте осуществления состоит в том, что также будут использовать режим калибровки для вычисления соответствующих регулировок амплитуды, требуемых для каждого диапазона частотных диапазонов для компенсации влияния, которое физические свойства конструкции наушников или вкладышей оказывают на окружающий/нежелательный шум до того, как он достигнет уха (режим калибровки и диапазоны частот обсуждаются далее в этом документе).Another important difference in this embodiment is that a calibration mode will also be used to calculate the appropriate amplitude adjustments required for each frequency range band to compensate for the effect that the physical properties of the earphone or earbud design have on ambient/unwanted noise before it reaches the ear (the calibration mode and frequency ranges are discussed later in this document).

Аналогичным образом, сигнал антишума, генерируемый системой в этом варианте осуществления, смешивают с желательной музыкой или голосовым сигналом через микшер 30 (требуемая музыка или голосовой сигнал подают телефоном 30, музыкальным проигрывателем, устройством связи и т.д.), и оба часто будут выводиться вместе через общий громкоговоритель. В этом случае, микрофон обратной связи будет работать только во время режима калибровки и может быть опущен на производственных устройствах при определенных обстоятельствах. Альтернативно, микрофон обратной связи может непрерывно функционировать в определенных приложениях с несколькими громкоговорителями этого варианта осуществления (например, в гарнитурах виртуальной реальности и игровых гарнитурах).Similarly, the anti-noise signal generated by the system in this embodiment is mixed with the desired music or voice signal via the mixer 30 (the desired music or voice signal is supplied by the telephone 30, a music player, a communication device, etc.), and both will often be output together via a common speaker. In this case, the feedback microphone will only operate during the calibration mode and can be omitted in production devices under certain circumstances. Alternatively, the feedback microphone can function continuously in certain applications with multiple speakers of this embodiment (for example, in virtual reality headsets and gaming headsets).

В системах гарнитур, которые включают в себя речевой микрофон, выходной сигнал схемы 10 цифрового сигнального процессора может быть подан на схему речевого микрофона, а также на схему громкоговорителей наушников, как описано выше. Это проиллюстрировано на фиг.2, где первый выходной сигнал подают из схемы 10 процессора цифровых сигналов в первый микшер 30, который поставляет аудио системы воспроизведения звука (усилитель 22 и громкоговоритель 24а наушников). Второй выходной сигнал подают из схемы 10 процессора цифровых сигналов во второй микшер 32, который поставляет сигнал в телефон 34 или другую схему обработки голоса. Поскольку сигнал фонового шума дискретизируют в точке (точках), удаленной от позиции коммуникационного/голосового микрофона, полезный голосовой сигнал не будет подавлен. Этот альтернативный сигнал антишума может иметь или не иметь амплитуды полосы частот, отрегулированные в режиме калибровки, как описано выше, в зависимости от применения.In headset systems that include a speech microphone, the output signal of the digital signal processor circuit 10 can be fed to the speech microphone circuit as well as to the headphone loudspeaker circuit as described above. This is illustrated in Fig. 2, where a first output signal is fed from the digital signal processor circuit 10 to a first mixer 30 that supplies audio to the sound reproduction system (amplifier 22 and headphone loudspeaker 24a). A second output signal is fed from the digital signal processor circuit 10 to a second mixer 32 that supplies the signal to a telephone 34 or other voice processing circuit. Since the background noise signal is sampled at a point (points) remote from the position of the communication/voice microphone, the useful voice signal will not be suppressed. This alternative anti-noise signal may or may not have frequency band amplitudes adjusted in a calibration mode as described above, depending on the application.

Для критически важных приложений связи, таких как мультимедийное вещание или связь военного истребителя, может потребоваться отдельная схема обработки сигнала, используемая для шумоподавления микрофона. Это позволило бы точно подавить известные сигнатуры шума, обеспечить возможность никогда не подавлять определенные критические информационные полосы частот и облегчить другую настройку для этих критически важных приложений с помощью пользовательской конфигурации или предустановок.For mission-critical communications applications such as multimedia broadcasting or military fighter communications, a separate signal processing circuit may be needed for microphone noise suppression. This would allow for precise suppression of known noise signatures, provide the ability to never suppress certain critical information frequency bands, and facilitate other customization for these mission-critical applications via user configuration or presets.

Дополнительные примеры системы шумоподавления по фиг. 2 приведены в разделе «варианты осуществления различных случаев использования» ниже.Further examples of the noise reduction system of Fig. 2 are given in the section “various use cases” below.

Третий, более обобщенный вариант осуществления показан на фиг.3. В этом варианте осуществления входной сигнал может быть получен из любого источника и выходной сигнал может быть подан в схему или устройство (не показано), которое обычно обрабатывает входной сигнал. Таким образом, вариант осуществления, показанный на фиг. 3, предназначен для размещения внутри или для размещения на линии с устройством обработки сигналов или передачи. В этом варианте осуществления обратная связь обычно не будет использоваться. Известные шумовые характеристики могут быть компенсированы параметрами системы (задают с помощью настроек, помеченных как «предустановки» 12). Если эти характеристики неизвестны, система может быть откалибрована для подавления шума путем обработки части материала, которая имеет шум, но не содержит сигнала (например, система может быть откалибрована по сигнатуре шума с использованием части «предварительного просмотра» видео сегмента). Приложения этого варианта осуществления включают в себя удаление шума из записей событий или аудионаблюдения или удаление их в «живой» ситуации с соответствующей величиной «задержки трансляции», такой как «7-секундная» задержка, используемая в настоящее время для цензуры ненормативной лексики во время прямых трансляций.A third, more general embodiment is shown in Fig. 3. In this embodiment, the input signal may be obtained from any source and the output signal may be fed to a circuit or device (not shown) that typically processes the input signal. Thus, the embodiment shown in Fig. 3 is intended to be placed within or on-line with a signal processing or transmission device. In this embodiment, feedback will typically not be used. Known noise characteristics may be compensated for by system parameters (specified by settings labeled "presets" 12). If these characteristics are unknown, the system may be calibrated to suppress noise by processing a portion of the material that has noise but does not contain a signal (for example, the system may be calibrated for a noise signature using a "preview" portion of a video segment). Applications of this embodiment include removing noise from event recordings or surveillance audio, or removing them in a "live" situation with an appropriate amount of "broadcast delay", such as the "7-second" delay currently used to censor profanity during live broadcasts.

Хотя в вышеприведенных примерах была проиллюстрирована автономная схема 10 процессора цифровых сигналов, следует понимать, что процессор в мобильном устройстве, таком как смартфон, может использоваться для выполнения алгоритмов обработки сигналов; или процессор ядра системы может быть реализован как «включать» для программного пакета или интегрирован в другую систему обработки сигналов. Таким образом, описание в настоящем документе также должно использовать термин «процессор ядра системы» для обозначения алгоритмов обработки сигналов, как более полно описано ниже, которые выполняют на процессоре, таком как автономная схема процессора цифровых сигналов, или процессор, встроенный в смартфон или другое устройство. Как показано в варианте осуществления на фиг.3, процессор ядра системы может использоваться для обработки шума в автономном режиме или в приложениях обработки сигналов, где входной микрофон, выходные усилители и микрофоны обратной связи могут не потребоваться.Although the above examples have illustrated a stand-alone digital signal processor circuit 10, it should be understood that a processor in a mobile device, such as a smartphone, may be used to execute signal processing algorithms; or the system core processor may be implemented as an "include" for a software package or integrated into another signal processing system. Thus, the description in this document should also use the term "system core processor" to refer to signal processing algorithms, as described more fully below, that are executed on a processor, such as a stand-alone digital signal processor circuit, or a processor integrated into a smartphone or other device. As shown in the embodiment of Fig. 3, the system core processor may be used to process noise in a stand-alone mode or in signal processing applications where an input microphone, output amplifiers and feedback microphones may not be required.

Дополнительные примеры системы шумоподавления по фиг.3 описаны далее в разделе «варианты осуществления различных случаев использования».Additional examples of the noise reduction system of Fig. 3 are described below in the section “implementation variants for various use cases”.

Четвертый вариант осуществления показан на фиг.4. В этом варианте осуществления есть две стороны, желающие обмениваться информацией друг с другом посредством файлов, широковещательных передач, передач сигналов или других средств; и ограничить доступ к этой информации. Этот вариант осуществления требует, чтобы и «сторона кодирования», и «сторона декодирования» имели доступ к оборудованию, содержащему это изобретение.A fourth embodiment is shown in Fig. 4. In this embodiment, there are two parties wishing to exchange information with each other via files, broadcasts, signal transmissions, or other means; and to restrict access to this information. This embodiment requires that both the "encoding side" and the "decoding side" have access to equipment containing this invention.

«Ключ» шифрования/дешифрования представляет собой средство установки диапазона частот, используемого для кодирования информации. Установки «ключа» шифрования и дешифрования будут осуществлены с учетом характеристик шума или другого сигнала, в который будет встроена информация, и эти установки диапазона частотного диапазона включают в себя информацию как частоты, так и амплитуды. Это позволяет встраивать кодированные сигналы в очень узкий сегмент (сегменты) передачи, который может показаться, например, безвредной широкополосной передачей какого-либо другого материала или сигнала «белого шума». В примере, включающем в себя интеллектуальную передачу, что казалось белым шумом, шифрование потребовало бы записи белого шума соответствующей длины для переноса полного сообщения. Эта запись белого шума будет обрабатываться с помощью этого изобретения только для очень узкого частотного диапазона или набора диапазонов (т.е. очень узкий сегмент (сегменты) шума будет «вырезан» процессором ядра системы), при этом, частоты не содержаться в этом определенном наборе диапазонов, передаваемый через систему без изменений (амплитуда по умолчанию будет установлена на 1 для отсутствующих частот в определениях полосы частот на стороне шифрования); и амплитуды для частотного диапазона (диапазонов), который будет содержать данные, которые могут быть отрегулированы для облегчения маскировки в шуме. Информация, подлежащая обмену, может быть закодирована в «несущей сигнала» в узком частотном диапазоне (диапазонах) с использованием частотной модуляции или других способов (обеспечивающих другой уровень шифрования), которые будут смешаны с выходным сигналом системы (шум с сегментами «вырезано»). Это будет эффективно встраивать информацию в то, что может показаться случайным белым сигналом шума в этом примере (или другим типом широкополосной передачи или передачи сигнала, по желанию).The encryption/decryption "key" is a means of setting the frequency range used to encode the information. The encryption and decryption "key" settings will be made taking into account the characteristics of the noise or other signal into which the information is to be embedded, and these frequency range settings include both frequency and amplitude information. This allows encoded signals to be embedded into very narrow segment(s) of the transmission, which may appear, for example, to be a harmless broadband transmission of some other material or a "white noise" signal. In an example involving intelligent transmission of what appeared to be white noise, encryption would require recording the appropriate length of white noise to carry the full message. This white noise recording will be processed by this invention only for a very narrow frequency range or set of ranges (i.e. a very narrow segment(s) of noise will be "cut out" by the core processor of the system), with frequencies not contained in that specific set of ranges being transmitted through the system unchanged (the default amplitude will be set to 1 for missing frequencies in the bandwidth definitions on the encryption side); and the amplitudes for the frequency range(s) that will contain the data that can be adjusted to facilitate masking in the noise. The information to be exchanged can be encoded in a "signal carrier" in the narrow frequency range(s) using frequency modulation or other methods (providing another level of encryption) that will be mixed with the output signal of the system (the noise with the segments "cut out"). This will effectively embed the information in what may appear to be a random white noise signal in this example (or another type of wideband transmission or signal transmission, if desired).

На стороне «дешифрования» необходимо знать установки частоты и амплитуды для диапазона (диапазонов) полосы частот, описывающего, где была записана информация, чтобы служить «ключом дешифрования». На стороне дешифрования амплитуда по умолчанию для отсутствующих частот в определение диапазонов частотных диапазонов, должна быть установлена равной 0. Это означает, что система не будет выводить какие-либо выходные данные для тех частот, которые отсутствуют в определение полос частот, так что выводят только полезный сигнал, который нужно декодировать.On the "decryption" side, it is necessary to know the frequency and amplitude settings for the frequency band range(s) describing where the information was recorded, to serve as the "decryption key". On the decryption side, the default amplitude for frequencies missing from the frequency band definition should be set to 0. This means that the system will not output any output for frequencies missing from the frequency band definition, so that only the useful signal to be decoded is output.

Способность выбирать амплитуду по умолчанию для частот, отсутствующих в определенных диапазонах полосы частот, является одной из определяющих характеристик этого варианта осуществления.The ability to select a default amplitude for frequencies not present in certain frequency band ranges is one of the defining characteristics of this embodiment.

Безопасность передачи информации значительно повышают, если «ключ» шифрования/дешифрования совместно используют стороной посредством альтернативного средства, но он может содержаться в «заголовке калибровки» в передаче или файле, рассчитанный на основании отметки времени или другой установки и т. д.The security of the transmission of information is greatly enhanced if the encryption/decryption "key" is shared between the parties via an alternative means, but it may be contained in a "calibration header" in the transmission or file, calculated from a timestamp or other setting, etc.

Дополнительные примеры системы шумоподавления по фиг.4 приведены ниже в разделе «варианты осуществления различных случаев использования».Additional examples of the noise reduction system of Fig. 4 are given below in the section “implementation variants for various use cases”.

Пятый вариант осуществления показан на фиг.5. В этом варианте осуществления изобретение используют для помощи в распознавании, обнаружении или приеме передач или сигнатур устройства в области шума, такой как поля шума, присутствующие в насыщенных электромагнитных полях в крупных городах и других районах, которые присущи линиям электропередач и т. д.A fifth embodiment is shown in Fig. 5. In this embodiment, the invention is used to assist in recognizing, detecting or receiving transmissions or signatures of a device in a noise area, such as noise fields present in saturated electromagnetic fields in large cities and other areas that are inherent in power lines, etc.

Изобретение может использоваться для помощи в обнаружении, распознавании или приеме сигналов в таком шуме путем формирования предустановок для установок диапазона полосы частот, предназначенных для пропускания только целевого сигнала. Эти установки диапазона полосы частот включают в себя информацию о частоте и амплитуде, необходимую для идентификации «отпечатков пальцев» или «сигнатур» целевых сигналов по характеристикам фонового шума, как было определено в результате предварительного анализа. Эта установка будет выполняться путем исключения частотных компонентов целевого сигнала из установок полосы частот и использования амплитуды по умолчанию, равной 0, для частот, отсутствующих в установках полосы, эффективно пропуская только целевые сигналы через систему; и соответствующим образом регулируют амплитуду и частоту смежных частот или гармоник для дополнительного усиления целевого сигнала. Это помогло бы обнаружить слабые сигналы, которые, в противном случае, были бы незамеченными в шумовом поле.The invention may be used to assist in detecting, recognizing or receiving signals in such noise by forming presets for bandwidth settings designed to pass only the target signal. These bandwidth settings include frequency and amplitude information necessary to identify "fingerprints" or "signatures" of target signals from background noise characteristics as determined by a preliminary analysis. This setting will be accomplished by excluding frequency components of the target signal from the bandwidth settings and using a default amplitude of 0 for frequencies not present in the bandwidth settings, effectively passing only the target signals through the system; and appropriately adjusting the amplitude and frequency of adjacent frequencies or harmonics to further enhance the target signal. This would help detect weak signals that would otherwise be undetected in the noise field.

Например, при включении компрессора системы кондиционирования воздуха, передают уникальный импульс в сеть. Подстанция энергетической компании может использовать настоящее изобретение в системе, чтобы помочь им предвидеть пиковые нагрузки путем подсчета импульсов от различных продуктов. В приложениях связи по линиям электропередачи характеристики «нормального» шума и флуктуаций могут быть минимизированы, и полезные сигналы связи могут быть усилены путем использования предустановок, разработанных для этой задачи. Предустановки также могут быть разработаны для обнаружения или улучшения отдаленной или слабой электромагнитной связи. Аналогичным образом, предустановки могут быть разработаны для обнаружения помех в шумовом поле, идентифицированных с определенными типами объектов или другими потенциальными угрозами.For example, when an air conditioning compressor is turned on, it transmits a unique pulse to the grid. A power company substation can use the present invention in a system to help them anticipate peak loads by counting pulses from various products. In power line communication applications, the characteristics of "normal" noise and fluctuations can be minimized and useful communication signals can be enhanced by using presets designed for this task. Presets can also be designed to detect or improve distant or weak electromagnetic coupling. Likewise, presets can be designed to detect interference in a noise field identified with certain types of objects or other potential threats.

В этом варианте осуществления на сервере могут быть развернуты несколько экземпляров процессора ядра системы (или другом многоядерном или мультиплексном устройстве) для облегчения распознавания, обнаружения или приема множества типов сигналов или сигнатур на одном узле.In this embodiment, multiple instances of a system core processor (or other multi-core or multiplexed device) may be deployed on a server to facilitate recognition, detection, or reception of multiple types of signals or signatures on a single node.

Дополнительные примеры системы шумоподавления, показанной на фиг. 5, описаны далее в разделе «варианты осуществления различных случаев использования».Additional examples of the noise reduction system shown in Fig. 5 are described below in the section “implementation variants for various use cases”.

Обзор алгоритма подавления шума процессора ядра системыOverview of the system core processor noise suppression algorithm

Суть алгоритма шумоподавления процессора ядра системы состоит в том, чтобы сформировать идеальный антишум для множества небольших дискретных сегментов, содержащих сигнал шума. Схема 10 цифровой обработки сигналов (реализована ли она как автономная схема или с использованием процессора другого устройства, такого как смартфон) запрограммирована для выполнения алгоритма обработки сигналов, который точно генерирует специализированный набор сигналов с шумоподавлением индивидуально для каждого из набора дискретных частотных сегментов, содержащих целевой сигнал шума, или его части.The essence of the noise reduction algorithm of the core processor of the system is to form an ideal anti-noise for a set of small discrete segments containing a noise signal. The digital signal processing circuit 10 (whether implemented as a stand-alone circuit or using the processor of another device, such as a smartphone) is programmed to execute a signal processing algorithm that accurately generates a specialized set of noise-reducing signals individually for each of the set of discrete frequency segments containing the target noise signal, or a part thereof.

Фиг. 6 показывает базовую архитектуру алгоритма шумоподавления процессора ядра системы. Как показано, полученный сигнал шума 40 подразделяют на разные сегменты полосы частот. В предпочтительном в настоящее время варианте осуществления ширина этих сегментов (и в некоторых вариантах осуществления масштабный коэффициент амплитуды, применяемый к антишуму) в различных частотных диапазонах может быть установлена по-разному для каждой из различных частотных полос 42. Эти параметры для полосы частот могут быть установлены через пользовательский интерфейс, предустановки или динамически на основании критериев в различных вариантах осуществления. Каждый диапазон полосы частот затем дополнительно подразделяют на сегменты полосы частот выбранной ширины. Затем для каждого сегмента полосы частот схема обработки цифрового сигнала сдвигает фазу этого сегмента на величину, зависящую от выбранной частоты сегментного сигнала шума. Например, выбранная частота может быть центральной частотой сегмента полосы. Таким образом, если конкретный сегмент полосы простирается от 100 Гц до 200 Гц, выбранная центральная частота может составлять 150 Гц.Fig. 6 shows the basic architecture of the noise reduction algorithm of the core processor of the system. As shown, the received noise signal 40 is divided into different frequency band segments. In the presently preferred embodiment, the width of these segments (and in some embodiments, the amplitude scaling factor applied to the anti-noise) in the different frequency ranges can be set differently for each of the different frequency bands 42. These parameters for the frequency band can be set via the user interface, presets, or dynamically based on criteria in various embodiments. Each frequency band range is then further divided into frequency band segments of a selected width. Then, for each frequency band segment, the digital signal processing circuit shifts the phase of this segment by an amount depending on the selected frequency of the segment noise signal. For example, the selected frequency can be the center frequency of the band segment. Thus, if a particular band segment extends from 100 Hz to 200 Hz, the selected center frequency can be 150 Hz.

Сегментируя входящий сигнал шума на множество различных частотных сегментов, схема цифровой обработки сигналов способна адаптировать алгоритм шумоподавления к конкретным требованиям данного приложения. Это делается путем выборочного управления размером каждого сегмента в соответствии с конкретным применением. В качестве примера, каждый сегмент во всем частотном диапазоне входящего сигнала шума может быть довольно малым (например, 1 Гц). В качестве альтернативы, различные части частотного диапазона могут быть подразделены на более крупные или более мелкие сегменты с использованием сегментов меньшего размера (с более высоким разрешением), где находится наиболее важный информационный контент, или, если этого требуют короткие длины волн; и использование более крупных (с более низким разрешением) сегментов на частотах, которые несут меньше информации или имеют более длинные длины волн. В некоторых вариантах осуществления процессор не только подразделяет весь частотный диапазон на сегменты, но также может отдельно управлять амплитудой в данном сегменте по-разному на основании установок в диапазонах полосы частот.By segmenting the incoming noise signal into a plurality of different frequency segments, the digital signal processing circuit is able to adapt the noise reduction algorithm to the specific requirements of a given application. This is done by selectively controlling the size of each segment in accordance with the specific application. As an example, each segment in the entire frequency range of the incoming noise signal may be quite small (e.g., 1 Hz). Alternatively, different parts of the frequency range may be subdivided into larger or smaller segments, using smaller segments (with a higher resolution) where the most important information content is located, or if short wavelengths require it; and using larger (with a lower resolution) segments at frequencies that carry less information or have longer wavelengths. In some embodiments, the processor not only subdivides the entire frequency range into segments, but may also separately control the amplitude in a given segment differently based on settings in the frequency bands.

Когда требуется чрезвычайно высокая точность шумоподавления, сигнал шума делят на маленькие сегменты (например, 1 Гц или сегменты другого размера) по всему спектру или по всему спектру сигнала шума, в зависимости от ситуации. Такая мелкозернистая сегментация требует значительной вычислительной мощности. Таким образом, в приложениях, где требуется более низкая мощность и более дешевый процессор, алгоритм подавления шума процессора ядра системы выполнен с возможностью разделять сигнал на полосы частот или диапазоны. Количество полос частот может быть отрегулировано в программном коде процессора ядра системы в соответствии с потребностями приложения. При желании, цифровой процессор может быть запрограммирован для разделения полученного сигнала шума путем применения вейвлет-разложения для разделения полученного сигнала шума на различные сегменты полосы частот и, таким образом, генерировать множество сегментированных сигналов шума.When extremely high noise reduction accuracy is required, the noise signal is divided into small segments (e.g., 1 Hz or other sized segments) across the entire spectrum or across the entire spectrum of the noise signal, as appropriate. Such fine-grained segmentation requires significant computing power. Thus, in applications where lower power and a cheaper processor are required, the noise reduction algorithm of the core processor of the system is configured to divide the signal into frequency bands or ranges. The number of frequency bands can be adjusted in the program code of the core processor of the system according to the needs of the application. If desired, the digital processor can be programmed to divide the received noise signal by applying wavelet decomposition to divide the received noise signal into different frequency band segments and thus generate a plurality of segmented noise signals.

Для каждого конкретного применения размер сегмента и то, как/если размер будет варьироваться по всему спектру, является начальным условием системы, определяемым путем определения параметров для различных частотных диапазонов. Эти параметры могут быть установлены через пользовательский интерфейс и затем сохранены в памяти 12 в качестве предустановок для каждого приложения.For each specific application, the segment size and how/if the size will vary across the spectrum is an initial condition of the system, determined by defining parameters for the different frequency ranges. These parameters can be set via the user interface and then stored in memory 12 as presets for each application.

После того как сигнал шума был сегментирован в соответствии с планом сегментации, установленным схемой цифровой обработки сигналов (автоматически и/или на основании пользовательской конфигурации), к каждому сегменту выборочно применяют фазовую коррекция для формирования формы сигнала сегмента, который будет, по существу, подавлять сигнал шума в пределах полосы частот этого сегмента через деструктивные помехи. В частности, схема обработки вычисляет и применяет зависящее от частоты время 46 задержки, учитывая частоту сегмента и учитывая любое распространение системы или время задержки. Поскольку это зависящее от частоты время задержки вычисляют и применяют индивидуально к каждому сегменту, схема 10 обработки вычисляет и применяет эти значения фазовой коррекции параллельно или очень быстро последовательно. После этого сегментированные сигналы шума с фазовой коррекцией (сдвинутые по фазе) объединяют на этапе 48 для формирования составного сигнала антишума 50, который затем выводят в поток сигналов для ослабления шума посредством деструктивных помех. Как показано на фиг.6, сигнал антишума может быть введен в поток сигнала через систему громкоговорителей с усилителем или другой преобразователь 24. Альтернативно, в определенных приложениях сигнал антишума может быть введен в поток сигнала с использованием подходящего цифрового или аналогового микшера.After the noise signal has been segmented according to a segmentation plan established by the digital signal processing circuit (automatically and/or based on a user configuration), phase correction is selectively applied to each segment to form a segment waveform that will substantially suppress the noise signal within the frequency band of that segment through destructive interference. In particular, the processing circuit calculates and applies a frequency-dependent delay time 46, taking into account the frequency of the segment and taking into account any system spread or delay time. Since this frequency-dependent delay time is calculated and applied individually to each segment, the processing circuit 10 calculates and applies these phase correction values in parallel or very quickly in series. The segmented phase-corrected noise signals (shifted in phase) are then combined in step 48 to form a composite anti-noise signal 50, which is then output to the signal stream to attenuate the noise through destructive interference. As shown in Fig. 6, the anti-noise signal may be introduced into the signal stream via a loudspeaker system with an amplifier or other converter 24. Alternatively, in certain applications, the anti-noise signal may be introduced into the signal stream using a suitable digital or analog mixer.

В некоторых вариантах осуществления подавление шума может быть дополнительно улучшено путем использования сигнала обратной связи. Таким образом, как показано на фиг.6, микрофон 26 обратной связи может быть расположен в потоке сигнала, ниже по потоку, где был введен сигнал шума. Таким образом, микрофон обратной связи обнаруживает результаты деструктивных помех между сигналом шума и антишумовым сигналом. Сигнал обратной связи, полученный от микрофона обратной связи, затем подают в схему 10 обработки для использования при регулировке амплитуды и/или фазы сигнала антишума. Эту обработку обратной связи иллюстрируют в целом на этапе 52 на фиг.6. Обработка 52 обратной связи содержит преобразование сигнала микрофона обратной связи в подходящий цифровой сигнал посредством аналого-цифрового преобразования, и затем корректировку амплитуды и/или фазы сигнала антишума для максимального шумоподавления, используя сигнал микрофона обратной связи в качестве эталона. Когда сигнал антишума и сигнал шума деструктивно создают помехи оптимальным образом, сигнал микрофона обратной связи обнаружит нуль из-за того, что энергия шума и энергия антишума оптимально взаимно компенсируют друг друга.In some embodiments, the noise suppression may be further improved by using a feedback signal. Thus, as shown in Fig. 6, the feedback microphone 26 may be located in the signal stream, downstream from where the noise signal was introduced. In this way, the feedback microphone detects the results of destructive interference between the noise signal and the anti-noise signal. The feedback signal obtained from the feedback microphone is then fed to the processing circuit 10 for use in adjusting the amplitude and/or phase of the anti-noise signal. This feedback processing is illustrated as a whole in step 52 in Fig. 6. The feedback processing 52 comprises converting the feedback microphone signal into a suitable digital signal by means of an analog-to-digital conversion, and then adjusting the amplitude and/or phase of the anti-noise signal for maximum noise suppression, using the feedback microphone signal as a reference. When the anti-noise signal and the noise signal interfere destructively in an optimal manner, the feedback microphone signal will detect zero because the noise energy and the anti-noise energy optimally cancel each other out.

В одном варианте осуществления амплитуда объединенного сигнала антишума 50 может быть откорректирована на основании сигнала микрофона обратной связи. В качестве альтернативы, амплитуды и фазы каждого сегмента полосы частот можно корректировать индивидуально. Это может быть сделано путем сравнения амплитуды и фазы потока сигнала в точке обратной связи с входным сигналом и корректировки параметров антишума. Альтернативно, частотное содержание и амплитуда самого сигнала обратной связи могут быть проверены, чтобы указать корректировки, необходимые для параметров шумоподавления для улучшения результатов путем точной корректировки частотно-зависимого времени 46 задержки и амплитуды для каждого сегмента.In one embodiment, the amplitude of the combined anti-noise signal 50 may be adjusted based on the feedback microphone signal. Alternatively, the amplitudes and phases of each frequency band segment may be adjusted individually. This may be done by comparing the amplitude and phase of the signal flow at the feedback point with the input signal and adjusting the anti-noise parameters. Alternatively, the frequency content and amplitude of the feedback signal itself may be examined to indicate adjustments needed for the noise reduction parameters to improve the results by fine-tuning the frequency-dependent delay time 46 and amplitude for each segment.

Определение частотно-зависимой временной задержкиDefinition of frequency-dependent time delay

Схема 10 обработки сигналов рассчитывает частотно-зависимую временную задержку для каждого сегмента с учетом ряда факторов. Одним из этих факторов является вычисленное время фазового сдвига на 180 градусов, которое ассоциировано с заранее определенной частотой (например, центральной частотой сегмента) для каждого отдельного сегмента сигнала.The signal processing circuit 10 calculates a frequency-dependent time delay for each segment taking into account a number of factors. One of these factors is a calculated 180-degree phase shift time that is associated with a predetermined frequency (e.g., a segment center frequency) for each individual signal segment.

Это вычисление может быть выполнено в режиме калибровки и сохранено в таблице в памяти 12 или непрерывно пересчитано в режиме реального времени, в зависимости от приложения и доступной вычислительной мощности. Точная временная задержка, необходимая для формирования соответствующего антишума, для каждой частоты «f», рассчитывается по формуле: (1/f)/2. То есть:This calculation can be performed in calibration mode and stored in a table in memory 12 or continuously recalculated in real time, depending on the application and the available computing power. The exact time delay required to form the appropriate anti-noise, for each frequency "f", is calculated by the formula: (1/f)/2. That is:

где f является заранее определенной частотой (например, центральная частота) для этого сегмента.where f is a predetermined frequency (e.g. center frequency) for that segment.

Другим фактором, используемым схемой обработки сигналов, является время смещения системы, которое, в свою очередь, зависит от двух факторов: времени распространения в воздухе и времени распространения системы.Another factor used by the signal processing scheme is the system offset time, which in turn depends on two factors: the air propagation time and the system propagation time.

Для генерирования точных сигналов шумоподавления схема обработки использует априорные знания о скорости распространения звука в воздухе, измеренной как время прохождения сигнала от входного микрофона к микрофону обратной связи. В настоящем описании это время прохождения называется временем распространения в воздухе. Схема обработки также основано на априорном знание времени, которое требуется процессору 10 и ассоциированным компонентам ввода и вывода (например, 14, 16, 18, 20, 22, 24) для генерирования сигнала шумоподавления, упомянутого в данном документе, как время распространения системы. Эти данные необходимы для обеспечения точного фазового согласования сигнала шумоподавления с сигналом шума, чтобы обеспечить идеальные результаты подавления. Скорость, с которой сигнал шума распространяется по воздуху, зависит от множества физических факторов, таких как температура воздуха, давление, плотность и влажность. Время вычисления процессора и время пропускной способности схемы зависят от скорости процессора, скорости шины допуска к памяти 12, и задержек сигнала в цепях ввода/вывода, ассоциированных с процессором 10 в различных вариантах осуществления.In order to generate accurate noise cancellation signals, the processing circuit uses a priori knowledge of the speed of sound propagation in air, measured as the time it takes for a signal to travel from an input microphone to a feedback microphone. In this description, this travel time is referred to as the air travel time. The processing circuit is also based on a priori knowledge of the time it takes for the processor 10 and the associated input and output components (e.g., 14, 16, 18, 20, 22, 24) to generate a noise cancellation signal, referred to herein as the system travel time. This data is necessary to ensure accurate phase matching of the noise cancellation signal with the noise signal in order to ensure ideal cancellation results. The speed with which the noise signal travels through air depends on many physical factors, such as air temperature, pressure, density, and humidity. The processor computation time and the circuit throughput time depend on the processor speed, the speed of the memory access bus 12, and the signal delays in the input/output circuits associated with the processor 10 in various embodiments.

В предпочтительном варианте осуществления эти времена распространения в воздухе и распространения системы измеряют и сохраняют в памяти 12 во время режима калибровки. Режим калибровки может быть запрошен пользователем вручную через пользовательский интерфейс, или процессор 10 может быть запрограммирован на автоматическое выполнение калибровки периодически или в ответ на измеренные температуру воздуха, давление, плотность и влажность.In a preferred embodiment, these airborne and system propagation times are measured and stored in memory 12 during a calibration mode. The calibration mode may be manually requested by the user via the user interface, or the processor 10 may be programmed to automatically perform calibration periodically or in response to measured air temperature, pressure, density, and humidity.

Таким образом, предпочтительный вариант осуществления измеряет время распространения в воздухе от момента, когда сигнал шума обнаруживается на входном микрофоне 14, до его последующего обнаружения на микрофоне обратной связи 26. В зависимости от применения эти два микрофона могут быть расположены на постоянном фиксированном расстоянии разнесения (например, в варианте осуществления гарнитуры на фиг. 2), или они могут быть расположены на расстоянии разнесения, которое зависит от того, где два микрофона оказались в поле. Временная задержка, относящаяся к времени, необходимому для обработки входного сигнала, выводят в систему 24 (24a) громкоговорителей и принятую в микрофон 26 обратной связи, соответствует времени распространения системы.Thus, the preferred embodiment measures the propagation time in air from the moment the noise signal is detected at the input microphone 14 until it is subsequently detected at the feedback microphone 26. Depending on the application, the two microphones may be located at a constant fixed separation distance (for example, in the embodiment of the headset of Fig. 2), or they may be located at a separation distance that depends on where the two microphones happen to be in the field. The time delay, related to the time required to process the input signal, output to the loudspeaker system 24 (24a) and received at the feedback microphone 26, corresponds to the propagation time of the system.

После того как время распространения в воздухе и в системе измерено и сохранено в режиме калибровки, схема 10 обработки сигналов вычисляет время смещения системы как арифметическую разность между временем распространения в воздухе и временем распространения системы. Это вычисление разности также может быть либо рассчитано в реальном времени, либо сохранено в памяти 12. В некоторых стационарных приложениях, таких как наушники, может не потребоваться встроенный режим калибровки, поскольку калибровка может быть выполнена на производственной линии или установлена на основании известных фиксированных геометрических размерах наушников. Время системного смещения может быть сохранено как константа (или динамически рассчитана в некоторых приложениях) для использования в расчетах снижения шума, описанных в данном документе.After the air and system propagation times are measured and stored in the calibration mode, the signal processing circuit 10 calculates the system offset time as an arithmetic difference between the air propagation time and the system propagation time. This difference calculation can also be either calculated in real time or stored in the memory 12. In some fixed applications, such as headphones, an integrated calibration mode may not be required, since the calibration can be performed on the production line or established based on known fixed geometric dimensions of the headphones. The system offset time can be stored as a constant (or dynamically calculated in some applications) for use in the noise reduction calculations described in this document.

Для каждого дискретного частотного сегмента, который должен быть обработан, формируют сигнал антишума путем задержки обработанного сигнала на время, равное абсолютному значению: время сдвига фазы на 180 градусов для этого дискретного частотного сегмента минус время смещения системы. Это значение упоминается здесь как применяемая временная задержка. Применяемая временная задержка для каждого частотного сегмента может быть либо сохранена в таблице, либо непрерывно рассчитана в различных реализациях алгоритма.For each discrete frequency segment to be processed, an anti-noise signal is generated by delaying the processed signal by a time equal to the absolute value of the 180-degree phase shift time for that discrete frequency segment minus the system offset time. This value is referred to here as the applied time delay. The applied time delay for each frequency segment can either be stored in a table or continuously calculated in different implementations of the algorithm.

Фиг.7 более подробно иллюстрирует способ, которым схема обработки сигналов может быть запрограммирована для реализации алгоритма шумоподавления процессора ядра системы. Запрограммированный процесс начинают с последовательности этапов, которые заполняют набор структур 59 данных в памяти 12, где параметры, используемые алгоритмом, сохраняют для доступа по мере необходимости. Дополнительные подробности процесса процессора ядра системы также обсуждаются ниже со ссылкой на фиг.10.Fig. 7 illustrates in more detail the manner in which the signal processing circuit may be programmed to implement the noise reduction algorithm of the core processor of the system. The programmed process begins with a series of steps that populate a set of data structures 59 in the memory 12, where the parameters used by the algorithm are stored for access as needed. Additional details of the core processor process of the system are also discussed below with reference to Fig. 10.

Ссылаясь на фиг.7, сначала запись, содержащая выбранный размер фрагмента, сохраняют в структуре 59 данных. Размер фрагмента представляет собой длину временного сегмента, который должен обрабатываться в каждой итерации, выполняемой процессором ядра системы, как представлено количеством выборок, которые будут обработаны, как группа или «фрагмент» данных. Размер фрагмента в основном зависит от приложения (частотный диапазон, подлежащий обработке и требуемое разрешение), времени распространения системы и времени прохождения между входом и выходом для сигналов шума, которые передают в эфире или иным образом (обработка должна быть завершена, и антишум вводят в поток сигнала до того, как исходный сигнал проходит точку выхода антишума).Referring to Fig. 7, first a record containing a selected fragment size is stored in the data structure 59. The fragment size is the length of the time segment to be processed in each iteration performed by the system core processor, as represented by the number of samples to be processed as a group or "chunk" of data. The fragment size depends mainly on the application (the frequency range to be processed and the required resolution), the propagation time of the system, and the transit time between input and output for noise signals that are transmitted over the air or otherwise (the processing must be completed and the anti-noise injected into the signal stream before the original signal passes the anti-noise exit point).

Например, для системы в воздушной среде, обрабатывающей весь спектр аудио, расстояние между входным и выходным микрофонами составляет 5,0 дюйма, частота дискретизации 48 кГц и время распространения системы равно 0,2 мс; размер фрагмента 16 был бы уместен (при частоте дискретизации 48 кГц 16 выборок эквивалентны ~ 0,3333 мс по времени; и при стандартных температуре и давлении звук распространяется ~ 4,5 ”в воздухе за это время). Работа процессора может быть оптимизирована для эффективной обработки желаемого размера фрагмента, ограничивая системные вызовы и изменения состояния до одного на фрагмент.For example, for a system in an air environment processing the full audio spectrum, the distance between the input and output microphones is 5.0 inches, the sampling rate is 48 kHz, and the system propagation time is 0.2 ms; a fragment size of 16 would be appropriate (at a sampling rate of 48 kHz, 16 samples are equivalent to ~0.3333 ms in time; and at standard temperature and pressure, sound travels ~4.5” in air in that time). The processor operation can be optimized to efficiently handle the desired fragment size by limiting system calls and state changes to one per fragment.

Эта запись размера фрагмента обычно сохраняют в самом начале, когда устройство шумоподавления сконфигурировано для данного приложения. В большинстве случаев нет необходимости или желательно изменять запись о размере фрагмента во время работы алгоритма шумоподавления процессора ядра системы.This fragment size record is typically saved at the very beginning when the noise reduction device is configured for a given application. In most cases, it is not necessary or desirable to change the fragment size record while the kernel processor noise reduction algorithm is running.

Диапазоны полос частот, размеры сегментов в каждом диапазоне полос частот и масштабный коэффициент выходного сигнала для каждой полосы частот задают в качестве начальных условий в зависимости от приложения и сохраняют в структуре 59 данных. Эти параметры могут быть установлены в пользовательском интерфейсе, использованы в качестве предустановок в системе или динамически рассчитаны.The frequency band ranges, the segment sizes in each frequency band range, and the output signal scale factor for each frequency band are set as initial conditions depending on the application and stored in the data structure 59. These parameters can be set in the user interface, used as presets in the system, or dynamically calculated.

Затем схема обработки на этапе 62 измеряет и сохраняет в структуре 59 данных время распространения системы, соответствующее времени, затрачиваемому схемой обработки и ассоциированными с ней входными и выходными схемами, для выполнения процессов снижения шума. Это выполняется путем работы схемы обработки в режиме калибровки, описанном ниже, где сигнал шума подают в схему обработки, на которую схема обработки воздействует, чтобы генерировать сигнал шума и выходной сигнал. Время, прошедшее между входом сигнала шума до момента вывода сигнала антишума, представляет время распространения системы. Это значение сохраняют в структуре 59 данных.The processing circuit then measures and stores in the data structure 59, at step 62, the system propagation time corresponding to the time spent by the processing circuit and its associated input and output circuits to perform the noise reduction processes. This is accomplished by operating the processing circuit in the calibration mode described below, where a noise signal is supplied to the processing circuit, which the processing circuit acts on to generate a noise signal and an output signal. The time elapsed between the input of the noise signal until the output of the anti-noise signal represents the system propagation time. This value is stored in the data structure 59.

Дополнительно, схема обработки на этапе 64 измеряет и сохраняет в структуре 59 данных время распространения в воздухе. Эту операцию также выполняют схемой обработки в режиме калибровки, описанном ниже. В этом случае, схема обработки переключается в режим, в котором она не генерирует никакого выходного сигнала. Истекшее время между приемом сигнала на входном микрофоне и приемом сигнала на микрофоне обратной связи измеряют и сохраняют как время распространения в воздухе.Additionally, the processing circuit at step 64 measures and stores in the data structure 59 the air propagation time. This operation is also performed by the processing circuit in the calibration mode described below. In this case, the processing circuit switches to a mode in which it does not generate any output signal. The elapsed time between the reception of the signal at the input microphone and the reception of the signal at the feedback microphone is measured and stored as the air propagation time.

Затем схема обработки на этапе 66 вычисляет и сохраняет в структуре 59 данных время смещения системы, определенное как время распространения в воздухе минус время распространения системы. Это значение необходимо позже, когда схема обработки вычисляет примененную временную задержку.The processing circuit then calculates and stores in the data structure 59, at step 66, the system offset time, defined as the air propagation time minus the system propagation time. This value is needed later when the processing circuit calculates the applied time delay.

С учетом вышеупомянутых параметров калибровки, рассчитанных и сохраненных таким образом, алгоритм подавления шума процессора ядра системы теперь может выполнять предварительные вычисления для конкретного сегмента (альтернативно, эти вычисления могут быть выполнены в режиме реального времени, при условии, что имеется достаточная доступная вычислительная мощность).With the above mentioned calibration parameters calculated and stored in this way, the system core processor noise suppression algorithm can now perform pre-calculations for a specific segment (alternatively, these calculations can be performed in real time, provided that there is sufficient computing power available).

Как показано, этап 68 и последующие этапы 70 и 72 выполняют параллельно (или быстро последовательно) для каждого сегмента в соответствии с установками полосы частот. Если для данного приложения имеется 1000 сегментов, то этапы 68-70 выполняются 1000 раз, предпочтительно параллельно, и данные сохраняют в структуре 59 данных.As shown, step 68 and the subsequent steps 70 and 72 are performed in parallel (or in rapid succession) for each segment in accordance with the bandwidth settings. If there are 1000 segments for a given application, then steps 68-70 are performed 1000 times, preferably in parallel, and the data is stored in the data structure 59.

На этапе 70 корректируют время фазового сдвига на 180 градусов путем вычитания ранее сохраненного времени смещения системы для каждого сегмента. Схема процессора вычисляет и сохраняет абсолютное значение этого значения как примененную временную задержку - таким образом, примененное время задержки является положительным числом, представляющим величину фазового сдвига, которая должна быть применена к соответствующему сегменту.At step 70, the phase shift time is adjusted by 180 degrees by subtracting the previously stored system offset time for each segment. The processor circuit calculates and stores the absolute value of this value as the applied time delay - thus, the applied delay time is a positive number representing the amount of phase shift that should be applied to the corresponding segment.

Процессор ядра системы использует эти сохраненные данные для более быстрой обработки частотных сегментов (заранее применяя предварительно рассчитанные временные сдвиги для всех частотных сегментов). Схема процессора на этапе 72 выполняет фазовый сдвиг сигнала сегмента шума, сдвигая по времени сигнал шума сегмента на величину, сохраненную как примененную временную задержку для этого сегмента. Кроме того, если требуется корректировка амплитуды (или точная настройка фазы) в соответствии с установками частотного диапазона или обработкой 52 обратной связи (фиг.6), эту корректировку также применяют здесь (в некоторых вариантах осуществления корректировку фазового сдвига и амплитуды могут применять одновременно, сохраняя информацию как вектор). Все сегменты обрабатывают параллельно или быстро последовательно, в зависимости от архитектуры системы.The system core processor uses this stored data to process the frequency segments more quickly (by applying pre-calculated time shifts for all frequency segments in advance). The processor circuit at step 72 performs a phase shift of the noise segment signal by shifting the noise signal of the segment in time by an amount stored as the applied time delay for this segment. In addition, if an amplitude correction (or phase fine-tuning) is required in accordance with the frequency range settings or the feedback processing 52 (Fig. 6), this correction is also applied here (in some embodiments, the phase shift and amplitude correction may be applied simultaneously, storing the information as a vector). All segments are processed in parallel or in fast serial mode, depending on the system architecture.

Как только все сегменты для конкретного фрагмента были скорректированы надлежащим образом, схема обработки на этапе 74 затем повторно объединяет все обработанные сегменты для генерирования формы сигнала антишума для вывода в поток сигналов.Once all segments for a particular fragment have been properly adjusted, the processing circuit at step 74 then recombines all processed segments to generate an anti-noise waveform for output to the signal stream.

Для дальнейшего понимания процесса, выполняемого схемой обработки, обратимся теперь к фиг. 8, которая дает более физическое представление о том, как обрабатывается сигнал шума. Начиная с этапа 80, получают сигнал шума 82. На фиг.8 сигнал шума изображен в виде изменяющегося во времени сигнала, содержащего множество различных частотных составляющих или гармоник.To further understand the process performed by the processing circuit, we now turn to Fig. 8, which provides a more physical representation of how the noise signal is processed. Beginning at step 80, a noise signal 82 is obtained. In Fig. 8, the noise signal is depicted as a time-varying signal containing many different frequency components or harmonics.

На этапе 84 фрагмент спектра сигнала шума подразделяют на сегменты 86 в соответствии с параметрами 59, рассмотренными в связи с фиг. 7. Для иллюстрации на фиг. 7 предполагают, что изменяющийся во времени сигнал шума 82 была выражен в частотной области, где самые низкие частотные составляющие выделены самой левой стороне спектрального графика 86, тогда как самые высокие частотные составляющие или гармоники выделены самой правой стороне спектрального графика. Например, спектральный график 86 может иметь диапазон 20 Гц - 20000 Гц, охватывающий общепринятый полный диапазон человеческого слуха. Конечно, спектр может быть распределен по-разному в зависимости от применения.In step 84, the portion of the noise signal spectrum is divided into segments 86 in accordance with the parameters 59 discussed in connection with Fig. 7. For the sake of illustration, Fig. 7 assumes that the time-varying noise signal 82 was expressed in a frequency domain where the lowest frequency components are allocated to the leftmost side of the spectral graph 86, while the highest frequency components or harmonics are allocated to the rightmost side of the spectral graph. For example, the spectral graph 86 may have a range of 20 Hz - 20,000 Hz, covering the generally accepted full range of human hearing. Of course, the spectrum may be distributed differently depending on the application.

Следует признать, что, хотя сигнал шума был представлен в частотной области в спектре 86, сигнал шума по своей природе является изменяющимся во времени сигналом. Таким образом, количество энергии в каждом сегменте частотной области будет изменяться со временем. Для иллюстрации данного колебания изображена каскадная диаграмма 88, показывающая, как энергия внутри каждого частотного сегмента может изменяться с течением времени по вертикальной оси.It should be recognized that although the noise signal has been represented in the frequency domain in the spectrum 86, the noise signal is by its nature a time-varying signal. Thus, the amount of energy in each frequency domain segment will vary over time. To illustrate this variation, a waterfall diagram 88 is shown showing how the energy within each frequency segment may vary over time along the vertical axis.

Индивидуально для каждого сегмента, как и на этапе 90, применяют частотно-зависимый фазовый сдвиг (т.е. примененную временную задержку). Чтобы проиллюстрировать это, форма 92 сигнала представляет частоту шума в сегменте перед сдвигом. Форма 94 сигнала представляет ту же частоту шума после применения времени смещения системы. Наконец, форма 96 сигнала представляет результирующую частоту шума после того, как было применено время фазового сдвига 180 градусов (обратите внимание, что это только для иллюстративных целей - при фактической обработке применяется только примененная временная задержка, которая является абсолютным значением фазового сдвига 180 градусов минус время смещения системы). Для этой иллюстрации также предполагают, что для обрабатываемых сегментов не требуется масштабирование амплитуды.For each segment individually, as in step 90, a frequency-dependent phase shift (i.e., an applied time delay) is applied. To illustrate this, waveform 92 represents the noise frequency in the segment before the shift. Waveform 94 represents the same noise frequency after the system offset time has been applied. Finally, waveform 96 represents the resulting noise frequency after the 180 degree phase shift time has been applied (note that this is for illustrative purposes only - in actual processing, only the applied time delay is applied, which is the absolute value of the 180 degree phase shift minus the system offset time). For this illustration, it is also assumed that no amplitude scaling is required for the segments being processed.

Посредством объединения сдвинутых по времени компонентов из каждого сегмента на этапе 98 формируют сигнал антишума 100. Когда этот сигнал антишума выводят в поток сигналов, как на этапе 102, сигнал антишума 100 смешивают с исходным сигналом 104 шума, вызывая деструктивную помеху, эффективно подавляя или ослабляя сигнал шума. Оставшийся сигнал представляет собой любой несущий информацию сигнал 108, который можно извлечь на этапе 106.By combining the time-shifted components from each segment, an anti-noise signal 100 is formed at step 98. When this anti-noise signal is output to the signal stream, as at step 102, the anti-noise signal 100 is mixed with the original noise signal 104, causing destructive interference, effectively suppressing or weakening the noise signal. The remaining signal is any information-bearing signal 108 that can be extracted at step 106.

Режим калибровкиCalibration mode

Фиг. 9 иллюстрирует, как схема 10 обработки, входной микрофон 14, громкоговоритель 24 с усилителем и микрофон 26 обратной связи могут быть использованы для выполнения калибровки путем выборочного использования алгоритма процессора ядра системы при выполнении измерения.Fig. 9 illustrates how the processing circuit 10, the input microphone 14, the loudspeaker 24 with amplifier and the feedback microphone 26 can be used to perform calibration by selectively using the algorithm of the system core processor when performing the measurement.

В предпочтительном в настоящее время варианте осуществления время распространения звука в воздухе вычисляют с отключенной системой шумоподавления процессора ядра системы и выходной мощностью. В этом состоянии время распространения звука в воздухе рассчитывают, как разница во времени между моментом, когда входной шум фиксируется на входе микрофона 14, и временем, когда шум фиксируется на микрофоне 26 обратной связи. Время распространения системы измеряют с помощью системы шумоподавления процессора ядра системы. Тот же самый вход снова вводят во входной микрофон 14. На этот раз обрабатывают процессором ядра системы и выводят через громкоговоритель (например, громкоговоритель 24 или другой подходящий калибровочный громкоговоритель или преобразователь), размещенный перед микрофоном 26 обратной связи. Во время обработки входной сигнал в процессоре ядра системы, его частота может быть изменена таким образом, чтобы выходной импульс отличался от входного импульсного шума (или время/фаза двух сигналов могут быть использованы для различия выходного сигнала системы от исходного шума). Как сигналы, распространяющиеся в воздушной среде, так и генерируемые системой сигналы будут поступать в микрофон обратной связи. Время распространения системы затем может быть рассчитано из времени входного импульсного сигнала для достижения микрофона обратной связи и времени выходного сигнала для достижения микрофона обратной связи.In a currently preferred embodiment, the air travel time is calculated with the noise reduction system of the core processor of the system and the output power turned off. In this state, the air travel time is calculated as the time difference between the moment when the input noise is detected at the input of the microphone 14 and the time when the noise is detected at the feedback microphone 26. The system travel time is measured using the noise reduction system of the core processor of the system. The same input is again input into the input microphone 14. This time it is processed by the core processor of the system and output through a loudspeaker (for example, the loudspeaker 24 or another suitable calibration loudspeaker or transducer) placed in front of the feedback microphone 26. During the processing of the input signal in the core processor of the system, its frequency can be changed such that the output pulse differs from the input impulse noise (or the time/phase of the two signals can be used to distinguish the output signal of the system from the original noise). Both the signals propagating in the air and the signals generated by the system will be fed to the feedback microphone. The propagation time of the system can then be calculated from the time for the input pulse signal to reach the feedback microphone and the time for the output signal to reach the feedback microphone.

Следует отметить, что этот режим калибровки может фактически исключить значительное количество инженерного времени, необходимого для «настройки» системы, чтобы учесть незначительные изменения среди используемых микрофонов или физическую геометрию наушников или наушников с шумоподавлением. Это может привести к значительному снижению затрат на разработку продукта. Режим калибровки также устраняет физические недостатки настройки отдельных наборов на производственной линии из-за допусков и отклонений производства отдельных компонентов (особенно в микрофонах), предоставляя автоматизированный способ начальной настройки. Данный аспект представляет собой еще один значительный признак экономии производственных затрат.It is worth noting that this calibration mode can effectively eliminate a significant amount of engineering time required to “tune” the system to account for minor variations among the microphones used or the physical geometry of the headphones or noise-canceling headphones. This can result in significant cost savings in product development. The calibration mode also eliminates the physical inconvenience of setting up individual sets on the production line due to tolerances and manufacturing variations in individual components (especially in microphones), providing an automated way to initially tune. This aspect represents another significant indication of production cost savings.

Используя время смещения системы, процессор вычисляет временную задержку конкретного сегмента, которую будут применять к каждому сегменту, чтобы сформировать точный антишум, требуемый для сегмента. Чтобы рассчитать точную временную задержку сегмента, процессор определяет время, необходимое для получения фазового сдвига на 180 градусов на центральной частоте конкретного частотного сегмента, и корректирует его по времени смещения системы. В частности, временную задержку сегмента рассчитывают, как абсолютное значение [времени фазового сдвига на 180 градусов минус время смещения системы].Using the system offset time, the processor calculates the segment-specific time delay that will be applied to each segment to generate the exact antinoise required for the segment. To calculate the exact segment time delay, the processor determines the time required to obtain a 180-degree phase shift at the center frequency of the specific frequency segment and adjusts it for the system offset time. Specifically, the segment time delay is calculated as the absolute value of [the 180-degree phase shift time minus the system offset time].

После того, как все временные задержки сегмента антишума рассчитаны, цифровые сигналы для каждого сегмента затем задерживают по времени на вычисленную величину для этого сегмента, и все сгенерированные таким образом сегменты антишума затем объединяют в один сигнал антишума, который затем выводят (например, на акустическую систему).Once all the anti-noise segment time delays have been calculated, the digital signals for each segment are then time delayed by the calculated amount for that segment, and all the anti-noise segments thus generated are then combined into a single anti-noise signal, which is then output (e.g. to a speaker system).

В вариантах осуществления, в которых используют микрофон обратной связи или другой источник сигнала обратной связи, процессор 10 сравнивает входной сигнал микрофона обратной связи с входным сигналом входного микрофона как по фазе, так и по амплитуде. Процессор использует сравнение фаз для корректировки применяемой временной задержки и использует амплитуду сигнала антишума для корректировки амплитуды генерируемого сигнала шумоподавления. При корректировке амплитуды процессор может управлять амплитудой индивидуально для каждого сегмента в диапазоне частотных диапазонов (и, таким образом, эффективно управляя амплитудой для каждого сегмента). Альтернативно, частотная композиция и амплитуда самого сигнала обратной связи могут использовать для определения необходимых корректировок амплитуды и фазы каждого сегмента.In embodiments that use a feedback microphone or other feedback signal source, the processor 10 compares the input signal of the feedback microphone with the input signal of the input microphone in both phase and amplitude. The processor uses the phase comparison to adjust the applied time delay and uses the amplitude of the anti-noise signal to adjust the amplitude of the generated noise suppression signal. When adjusting the amplitude, the processor can control the amplitude individually for each segment in a range of frequency ranges (and thus effectively control the amplitude for each segment). Alternatively, the frequency composition and amplitude of the feedback signal itself can be used to determine the necessary adjustments to the amplitude and phase of each segment.

Подробное описание процесса функционирования процессора ядра системыA detailed description of the operating process of the system core processor

Ссылаясь теперь на фиг.10, приведено подробное объяснение того, как схема 10 обработки сигналов реализует процесс функционирования процессора ядра системы. В частности, на фиг.10 подробно показана архитектура программного обеспечения, реализованная схемой обработки сигналов в предпочтительном варианте осуществления. Пользователь может взаимодействовать с процессором, выполняющим процесс функционирования процессора ядра системы, несколькими способами. При желании пользователь может запустить режим конфигурации устройства глушителя на этапе 120. Таким образом, пользователь также может возможно сконфигурировать полосы частот и соответствующие ширины и амплитуды сегмента, а также параметр порогового значения шума вентиля (часть структуры 59 данных (см. также фиг.7). Размер фрагмента также может быть установлен в качестве параметра интерфейса пользователя.Referring now to Fig. 10, a detailed explanation is given of how the signal processing circuit 10 implements the process of operating the core processor of the system. In particular, Fig. 10 shows in detail the software architecture implemented by the signal processing circuit in the preferred embodiment. The user can interact with the processor executing the process of operating the core processor of the system in several ways. If desired, the user can start the configuration mode of the jammer device in step 120. In this way, the user can also possibly configure the frequency bands and the corresponding widths and amplitudes of the segment, as well as the parameter of the gate noise threshold (part of the data structure 59 (see also Fig. 7). The fragment size can also be set as a parameter of the user interface.

Альтернативно, пользователь может просто инициировать устройство глушителя на этапе 132. При этом, пользователь может дать команду инициировать процесс функционирования процессора ядра системы откалибровать устройство на этапе 134. Процесс калибровки побуждает программное обеспечение 124 процессора ядра системы выполнять процесс калибровки. посредством вызова механизма 126 калибровки, часть программного обеспечения 124 процессора ядра системы, работающего в схеме обработки сигналов, выполняет процесс калибровки, подробно описанный выше, тем самым, заполняя структуру 59 данных временем распространения звука в воздухе, временем распространения системы и другими вычисленными параметрами. Эти сохраненные параметры затем используются механизмом 128 генерирования антишума, также являющимся частью программного обеспечения 124 процессора ядра системы. Как показано, механизм 128 генерирования антишума поставляет сигналы в громкоговоритель, который затем вводит сигнал антишума в поток сигнала на этапе 130.Alternatively, the user may simply initiate the jammer device at step 132. In this case, the user may give a command to initiate the process of the system core processor to calibrate the device at step 134. The calibration process causes the software 124 of the system core processor to perform the calibration process. By calling the calibration engine 126, the portion of the software 124 of the system core processor operating in the signal processing circuit performs the calibration process described in detail above, thereby filling the data structure 59 with the propagation time of sound in air, the propagation time of the system and other calculated parameters. These stored parameters are then used by the anti-noise generation engine 128, which is also part of the software 124 of the system core processor. As shown, the anti-noise generation engine 128 supplies signals to the loudspeaker, which then injects an anti-noise signal into the signal stream at step 130.

Требуется ли это как часть процесса калибровки или как часть процесса уменьшения шума во время использования, процессор ядра системы вводит сигналы от входного микрофона и микрофона обратной связи, как показано на 136. Для уменьшения шума во время использования пользователь подает команду устройству подавить шум через пользовательский интерфейс как на этапе 138. Как показано, это вызывает введение сигнала антишума в поток сигналов (например, в эфир 140). Если используется, белый шум или розовый шум также может быть введен в поток сигнала на этапе 142.Whether required as part of a calibration process or as part of a noise reduction process during use, the core processor of the system inputs signals from the input microphone and the feedback microphone, as shown in 136. To reduce noise during use, the user commands the device to suppress noise via the user interface as in step 138. As shown, this causes an anti-noise signal to be input into the signal stream (e.g., into the air 140). If used, white noise or pink noise may also be input into the signal stream in step 142.

С целью дополнительной иллюстрации способа работы схемы обработки сигналов по алгоритму процессора ядра системы на примерных входных данных, ниже приведена таблица. В приведенной ниже таблице указаны примерные определяемые пользователем диапазоны частот. Как можно видеть, примененная временная задержка может быть представлена как число с плавающей запятой, соответствующее времени задержки в секундах. Как показывают данные, типичные применяемые временные задержки могут быть довольно малыми, однако каждая применяемая временная задержка точно рассчитана для каждого данного частотного сегмента.To further illustrate the way the signal processing circuit operates according to the system core processor algorithm on sample input data, a table is provided below. The table below shows sample user-defined frequency ranges. As can be seen, the applied time delay can be represented as a floating point number corresponding to the delay time in seconds. As the data shows, typical applied time delays can be quite small, but each applied time delay is precisely calculated for each given frequency segment.

В отличие от традиционных технологий шумоподавления, алгоритм подавления шума процессора ядра системы обеспечивает исключительные результаты для частот выше 2000 Гц и способствует достижению хороших результатов по всему аудио спектру (до 20000 Гц) и за его пределами (при условии достаточной скорости обработки). Обычные технологии, применяемые в настоящее время, достаточно эффективны только до приблизительно 2000 Гц и, по существу, неэффективны при частотах выше 3000 Гц.Unlike traditional noise reduction technologies, the core processor's noise reduction algorithm provides exceptional results for frequencies above 2000 Hz and helps achieve good results across the entire audio spectrum (up to 20,000 Hz) and beyond (provided the processing speed is sufficient). Conventional technologies currently in use are only effective up to approximately 2000 Hz and are essentially ineffective above 3000 Hz.

Варианты осуществления различных случаев использованияImplementation options for different use cases

Базовая технология, раскрытая выше, может найти широкое применение. Далее будут описаны некоторые из этих вариантов использования.The basic technology described above can be used in a wide range of applications. Some of these use cases are described below.

Варианты осуществления системы (аудио) глушителя в воздушной средеVariants of implementation of the system (audio) muffler in the air environment

Система глушителя в воздушной среде может быть реализована, как показано на фиг.1 и описано выше. Возможны несколько разных вариантов осуществления. К ним относится одноблочная система с низким энергопотреблением, оптимизированная для обеспечения индивидуальной тихой зоны. Как показано на фиг.11, компоненты, изображенные на фиг.1, установлены на столе или в корпусе, содержащие громкоговоритель с усилением, который направлен на пользователя. Обратите внимание, что микрофон 26 обратной связи расположен в звуковом поле громкоговорителя. Он может иметь фиксированную конфигурацию или может использовать съемный кронштейн, который также функционирует как подставка для микрофона, чтобы пользователь мог разместить микрофон обратной связи ближе к месту, где пользователь находится. Другим вероятным вариантом осуществления является размещение системы глушителя в смартфон или добавление в качестве приложения для смартфона. В этом варианте осуществления для построения системы можно использовать встроенные микрофоны и динамики телефона, а также микрофон из гарнитуры.The airborne jammer system can be implemented as shown in Fig. 1 and described above. Several different embodiments are possible. These include a single-unit system with low power consumption optimized to provide an individual quiet zone. As shown in Fig. 11, the components shown in Fig. 1 are mounted on a table or in a housing containing a loudspeaker with amplification that is directed at the user. Note that the feedback microphone 26 is located in the sound field of the loudspeaker. It can have a fixed configuration or can use a removable bracket that also functions as a microphone stand so that the user can place the feedback microphone closer to the place where the user is located. Another possible embodiment is to place the jammer system in a smartphone or add it as an application for a smartphone. In this embodiment, the built-in microphones and speakers of the phone, as well as the microphone from the headset, can be used to build the system.

Фиг. 12 показывает альтернативный вариант осуществления, где компоненты по фиг. 1 размещены на монтажной раме, приспособленной для размещения в окне комнаты, при этом оконная рама обозначена буквой W. В этом варианте осуществления входной микрофон 14 захватывает внешний звук и громкоговоритель 24 с усилением вводит в помещение антишумовой аудиосигнал. Микрофон обратной связи может быть расположен на кронштейне или удобно расположен рядом с пользователем. При желании микрофон обратной связи может осуществлять беспроводную связь со схемой 10 обработки, используя Bluetooth или другой протокол беспроводной связи. В этом варианте осуществления регулировки амплитуды для различных диапазонов полосы частот, определенных в калибровочной модели, вероятно, будут существенными (как в варианте осуществления для наушников) из-за того, как стены и окна влияют на первоначальный шум.Fig. 12 shows an alternative embodiment where the components of Fig. 1 are placed on a mounting frame adapted to be placed in a window of a room, where the window frame is designated by the letter W. In this embodiment, an input microphone 14 captures external sound and a loudspeaker 24 amplifiedly introduces an anti-noise audio signal into the room. The feedback microphone may be located on a bracket or conveniently located near the user. If desired, the feedback microphone may communicate wirelessly with the processing circuit 10 using Bluetooth or another wireless communication protocol. In this embodiment, the amplitude adjustments for the various ranges of the frequency band determined in the calibration model are likely to be significant (as in the embodiment for headphones) due to how the walls and windows affect the original noise.

На фиг. 13 показан другой вариант осуществления, где компоненты фиг. 1 размещены в монтажном пакете для камеры, приспособленном для установки в воздуховоде HVAC системы или в воздуховоде системы вентилятора (например, потолочный вентилятор в ванной комнате, вентилятор для кухни, вентилятор для промышленной вентиляции и т. п.). В этом варианте осуществления звуки, генерируемые HVAC системой или системой вентиляторов, дискретизируют входным микрофоном 14, и сигнал антишума вводят в систему воздуховодов. В этом варианте осуществления, при желании, могут быть развернуты несколько акустических систем на вентиляционных регистрах по всему дому или в здании, так что HVAC или шум системы вентиляторов дополнительно уменьшают в каждом месте. Такой вариант с несколькими громкоговорителями может использовать отдельные микрофоны 26 обратной связи в каждой комнате, например, рядом с каждым регистром. Схема 10 обработки может подавать сигнал управления громкостью усилителя индивидуально на каждый громкоговоритель с усилением для настройки уровня звукового давления противосигнала шума для каждой комнаты. Помещения, расположенные ближе к источнику шума, могут потребовать более высокого усиления сигнала антишума, чем помещения, расположенные дальше. В качестве альтернативы, может быть установлено отдельное устройство в отдельных регистрах, чтобы обеспечить конкретное управление условиями в конкретном местоположении.Fig. 13 shows another embodiment where the components of Fig. 1 are placed in a camera mounting package adapted for installation in an HVAC system duct or in a fan system duct (e.g., a bathroom ceiling fan, a kitchen fan, an industrial ventilation fan, etc.). In this embodiment, sounds generated by the HVAC system or fan system are sampled by an input microphone 14, and an anti-noise signal is input into the duct system. In this embodiment, if desired, multiple speaker systems can be deployed on ventilation registers throughout the house or building so that the HVAC or fan system noise is further reduced at each location. Such an embodiment with multiple speakers can use separate feedback microphones 26 in each room, for example, next to each register. The processing circuit 10 can supply an amplifier volume control signal individually to each speaker with gain to adjust the sound pressure level of the anti-noise signal for each room. Rooms located closer to the noise source may require higher anti-noise signal gain than rooms located further away. Alternatively, a separate device can be installed in individual registers to provide specific control of conditions in a particular location.

Второй класс устройств глушителя в воздушной среде содержит мощные многоблочные системы, предназначенные для уменьшения шума, исходящего от источников высокой энергии. К ним относятся системы для уменьшения шума, создаваемого на строительных площадках, шума, создаваемого вдоль оживленных улиц или автомагистралей, шума, создаваемого близлежащими аэропортами. Эти же мощные, многоблочные системы также могут быть адаптированы к снижению шума по периметру школы и стадиона. Кроме того, мощные многоблочные системы могут использоваться для уменьшения дорожного шума в кабинах транспортных средств (например, автомобили, грузовики, военные танки, катера, самолеты и т.д.).The second class of airborne silencer devices includes high-power multi-unit systems designed to reduce noise from high-energy sources. These include systems to reduce noise generated at construction sites, noise generated along busy streets or highways, and noise generated by nearby airports. These same high-power, multi-unit systems can also be adapted to reduce noise around the perimeter of a school or stadium. High-power, multi-unit systems can also be used to reduce road noise in vehicle cabins (e.g., cars, trucks, military tanks, boats, airplanes, etc.).

Фиг. 14 показывает примерную высокомощную многоблочную систему, развернутую для снижения шума на магистрали. Отдельные устройства глушителя, каждое из которых реализовано так, как показано на фиг. 1, расположены таким образом, что они перехватывают шум магистрали, используя свои соответствующие входные микрофоны 14, и вводят звуковую энергию антишума в окружающую среду, так что шум магистрали подавляют посредством разрушительных помех, расположенном на расстоянии. В качестве альтернативы устройство глушителя может быть расположено непосредственно во дворе дома, чтобы обеспечить более прямое покрытие.Fig. 14 shows an exemplary high-power multi-unit system deployed to reduce noise on a highway. Individual suppressor devices, each implemented as shown in Fig. 1, are arranged such that they intercept highway noise using their respective input microphones 14 and inject sound energy of the anti-noise into the environment so that highway noise is suppressed by destructive interference located at a distance. Alternatively, the suppressor device may be located directly in the yard of a house to provide more direct coverage.

В варианте осуществления шумоподавления на магистрали отдельные устройства глушителя предпочтительно устанавливают на вертикальных стойках или другой подходящей конструкции, чтобы громкоговорители находились значительно выше головы любых людей, стоящих рядом. Микрофоны 26 обратной связи могут быть размещены на значительном расстоянии от устройства глушителя с использованием связи WiFi или другого протокола беспроводной связи для отправки информации обратной связи в схему обработки.In an embodiment of the noise reduction on the highway, the individual suppressor devices are preferably mounted on vertical posts or other suitable structure so that the speakers are significantly above the head of any people standing nearby. The feedback microphones 26 can be placed at a significant distance from the suppressor device using WiFi or other wireless communication protocol to send feedback information to the processing circuit.

Кроме того, при желании, отдельные устройства глушителя могут быть беспроводным образом объединены в сеть, такую как сеть сотовой связи или локальная сеть, что позволяет устройствам глушителя обмениваться информацией о локальных звуковых входных сигналах и сигналах обратной связи, полученных каждым блоком устройства глушителя. В случае дорожного шума источники громкого шума могут отслеживаться входными микрофонами соответствующих устройств глушителя. Таким образом, в качестве звука от торможения грузовика с полуприцепом или мотоцикла с неэффективными глушителями двигателя вдоль участка защищенной от шума магистрали, система коллективных устройств глушителей может связываться друг с другом и адаптировать свои соответствующие сигналы шума для усиления того, что в противном случае возможно использовать как индивидуальный вход и микрофоны обратной связи. Это реализует форму подавления разнесенного шума, ставшую возможной благодаря тому, что используют два разных, математически ортогональных источника информации: (a) источники микрофонов обратной связи и (b) коллективные входные микрофоны, совместно используемые через сотовую сеть или локальную сеть.In addition, if desired, the individual muffler units may be wirelessly networked, such as a cellular network or a local area network, allowing the muffler units to exchange information about the local audio input signals and feedback signals received by each muffler unit. In the case of road noise, loud noise sources may be monitored by the input microphones of the respective muffler units. Thus, such as the braking sound of a semi-trailer truck or a motorcycle with ineffective engine mufflers along a section of noise-protected highway, a system of collective muffler units may communicate with each other and adapt their respective noise signals to enhance what would otherwise be possible using individual input and feedback microphones. This implements a form of diversity noise suppression made possible by using two different, mathematically orthogonal information sources: (a) the feedback microphone sources and (b) the collective input microphones shared via a cellular network or a local area network.

Фиг. 15 иллюстрирует, как мощная многоблочная система может быть развернута в транспортном средстве, таком как автомобильное транспортное средство. Микрофоны с несколькими входами расположены в местах входа шума в кабине. Эти входные данные обрабатывают по отдельности, либо с использованием нескольких ядер многоядерного процессора 10, либо с использованием нескольких процессоров 10 (показанных здесь как значок на информационно-развлекательном экране автомобиля), представляющий случай, когда система установлена на заводе и встроена в электронную систему автомобиля. Поскольку каждый входной сигнал обрабатывают индивидуально, нет необходимости в том, чтобы каждый сигнал сегментировался одинаковым образом. Действительно, каждый отдельный тип сигнала шума, как правило, будет иметь свою собственную сигнатуру шума (шум в шине сильно отличается от шума глушителя, например). Таким образом, каждый входной сигнал сегментируют так чтобы наилучшим образом соответствовать частотному спектру и уровням звукового давления в каждом отдельном месте шума, чтобы обеспечить желаемые результаты в каждом местоположении пассажира.Fig. 15 illustrates how a powerful multi-unit system can be deployed in a vehicle, such as an automobile vehicle. Microphones with multiple inputs are located at noise input locations in the cabin. These inputs are processed individually, either using multiple cores of a multi-core processor 10, or using multiple processors 10 (shown here as an icon on the vehicle's infotainment screen), representing the case where the system is factory installed and integrated into the vehicle's electronic system. Since each input signal is processed individually, there is no need for each signal to be segmented in the same way. Indeed, each individual type of noise signal will typically have its own noise signature (tire noise is very different from muffler noise, for example). Thus, each input signal is segmented to best match the frequency spectrum and sound pressure levels at each individual noise location to provide the desired results at each occupant location.

Хотя в салоне транспортного средства могут быть использованы специальные антишумовые колонки, также можно использовать звуковую систему, уже имеющуюся в транспортном средстве. Таким образом, в проиллюстрированном варианте осуществления схема 10 обработки подает стереофонический или альтернативный аудио сигнал объемного звука, который смешивается со звуком, поступающим из развлекательной системы в салоне. Микширование может выполняться как в цифровой, так и в аудио области. Однако в любом случае, схема 10 обработки принимает сигнал данных, снабжающий схему обработки информацией о том, какой уровень громкости пользователь выбрал для развлекательной системы. Процессор использует эту информацию для регулировки громкости сигнала антишума, чтобы он надлежащим образом нейтрализовал источники шума независимо от того, какой уровень громкости пользователь выбрал для развлекательной системы. Таким образом, когда пользователь увеличивает уровень громкости музыки, схема 10 обработки уменьшает сигнал шума, подаваемый в микшер для компенсации. Процессор запрограммирован на то, чтобы в кабине генерировались правильные уровни звукового давления, не влияющие на шум, независимо от того, как пользователь установил уровень звука для прослушивания развлекательного контента.Although special anti-noise speakers can be used in the vehicle interior, it is also possible to use the sound system already present in the vehicle. Thus, in the illustrated embodiment, the processing circuit 10 supplies a stereophonic or alternative surround sound audio signal, which is mixed with the sound coming from the in-car entertainment system. The mixing can be performed both in the digital and in the audio domain. However, in any case, the processing circuit 10 receives a data signal that supplies the processing circuit with information about what volume level the user has selected for the entertainment system. The processor uses this information to adjust the volume of the anti-noise signal so that it properly neutralizes noise sources regardless of what volume level the user has selected for the entertainment system. Thus, when the user increases the volume of the music, the processing circuit 10 reduces the noise signal supplied to the mixer for compensation. The processor is programmed to generate the correct sound pressure levels in the cabin without affecting noise, regardless of how the user sets the sound level for listening to entertainment content.

Еще один класс системы глушителя в воздушной среде обеспечивает функцию инвертирования в воздухе. В этом типе системы система глушителя конфигурируется в обратном порядке, чтобы сформировать «конус молчания», который позволяет частному разговору происходить публично, при этом другие не могут четко слышать, что говорится. Как показано на фиг.16, устройство глушителя развернуто с одним или несколькими обращенными наружу громкоговорителями. Входные микрофоны расположены в центре расположения громкоговорителей, таким образом, помещая людей в частном разговоре на стороне «шумового ввода» аудио потока. В этом варианте осуществления микрофоны 26 обратной связи развернуты в местах, где сторонние слушатели (нежелательные слушатели) не могут легко перекрывать эти микрофоны и, таким образом, изменять генерируемый сигнал шума для отмены этого разговора.Another class of airborne jammer system provides an inverted air function. In this type of system, the jammer system is configured inverted to form a "cone of silence" that allows a private conversation to occur in public without others being able to clearly hear what is being said. As shown in Fig. 16, the jammer device is deployed with one or more outward-facing loudspeakers. Input microphones are located in the center of the loudspeaker arrangement, thus placing people in a private conversation on the "noise input" side of the audio stream. In this embodiment, feedback microphones 26 are deployed in locations where third-party listeners (unwanted listeners) cannot easily block these microphones and thus alter the generated noise signal to cancel out this conversation.

Телекоммуникационный микрофон, телекоммуникационная гарнитура и персональные наушники/вкладыши (аудио)Telecommunications microphone, telecommunications headset and personal headphones/earbuds (audio)

Система телекоммуникаций/наушников может быть реализована, как показано на фиг. 2 и описано выше. Возможны несколько разных вариантов осуществления.The telecommunications/headphone system may be implemented as shown in Fig. 2 and described above. Several different embodiments are possible.

Один такой вариант осуществления, показанный на фиг.17, представляет собой приложение для смартфона, где входной микрофон находится на задней панели смартфона, динамик является динамиком приемника смартфона, процессор ядра системы реализован с использованием процессора смартфона, и микрофон обратной связи не используется (из-за фиксированной геометрии). В этом варианте осуществления тот же самый антишум может быть добавлен к передаче микрофона. Альтернатива этого варианта осуществления включает в себя пассивную гарнитуру, подключенную к разъему для микрофона/наушников, разъему фонарика и т.д. Чтобы этот альтернативный вариант был эффективным, микрофон на телефоне должен быть подвержен воздействию окружающего шума, а не находится в кармане, кошельке или рюкзаке.One such embodiment, shown in Fig. 17, is a smartphone application where the input microphone is on the back of the smartphone, the speaker is a smartphone receiver speaker, the system core processor is implemented using the smartphone processor, and the feedback microphone is not used (due to fixed geometry). In this embodiment, the same anti-noise can be added to the microphone transmission. An alternative to this embodiment includes a passive headset connected to a microphone/headphone jack, a flashlight jack, etc. For this alternative to be effective, the microphone on the phone must be exposed to ambient noise, and not located in a pocket, purse, or backpack.

Другим вариантом потребительского уровня могут быть наушники, гарнитура или вкладыши с шумоподавлением, причем обработку процессора ядра системы выполняют с использованием процессора и входного микрофона (микрофонов), включенных в состав гарнитуры, наушников или вкладышей, как показано на фиг. 18. В этом варианте осуществления (как описано ранее) общий процессор может использоваться для обоих ушей стереосистемы для продуктов с более низкой стоимостью/производительностью, а отдельные процессоры могут использоваться для каждого уха для продуктов с более высокой стоимостью/производительностью.Another consumer-grade embodiment may be noise-canceling headphones, a headset, or earbuds, wherein the core processor processing is performed using a processor and input microphone(s) included in the headset, headphones, or earbuds, as shown in Fig. 18. In this embodiment (as described previously), a common processor may be used for both ears of the stereo system for lower cost/performance products, and separate processors may be used for each ear for higher cost/performance products.

В коммерческих продуктах и военных изделиях, вероятно, будут использоваться более быстродействующие процессоры, отдельная обработка для каждого наушника и отдельный процессор для шумоподавления микрофона. Для наиболее важных применений дополнительный входной микрофон (микрофоны) будет использоваться для захвата окружающего шума высокой интенсивности (из-за скопления людей на стадионе, ветра, транспортных средств, боеприпасов и т.д.), процессор ядра системы будет находиться в непосредственной близости от фактической передачи микрофона, как показано на фиг. 19. Например, Navy Seals на F470 Combat Rubber Raiding Craft могут отказаться от горловых микрофонов, которые они используют в настоящее время, и могут получить преимущество в улучшении связи с использованием этого типа системы. Точно так же спортивные комментаторы будут наслаждаться меньшим, более легким, менее навязчивым, более «дружественным к камере» дизайном гарнитуры.Commercial and military products will likely use faster processors, separate processing for each earpiece, and a separate processor for microphone noise reduction. For the most critical applications, an additional input microphone(s) will be used to capture high intensity ambient noise (due to crowds in a stadium, wind, vehicles, ammunition, etc.), the core processor of the system will be in close proximity to the actual microphone transmission, as shown in Figure 19. For example, Navy Seals on the F470 Combat Rubber Raiding Craft may be able to eliminate the throat microphones they currently use and may benefit from improved communications using this type of system. Likewise, sports commentators will enjoy a smaller, lighter, less intrusive, more "camera friendly" headset design.

Автономная обработка сигналов (аудио)Autonomous signal processing (audio)

Система автономной обработки сигналов может быть реализована, как показано на фиг.3 и описано выше. В этом варианте осуществления известные шумовые характеристики могут быть уменьшены или исключены из записей или в ситуации работы в режиме реального времени с соответствующей задержкой между действием и фактической трансляцией. В этом варианте осуществления процессор ядра системы может представлять собой «плагин» другой системы программного обеспечения для редактирования или обработки, встроенный в другой процессор сигналов или в качестве автономного устройства, как показано на фиг. 20. Если характеристики шума должны быть удалены (или, в качестве альтернативы, сигнала, который будет передаваться в неизвестной шумовой среде: исключение этих частот из установок диапазона полосы частот и установка коэффициента масштабирования амплитуды на 1 для частот, отсутствующих в определениях диапазона полосы частот, позволят только этим частотам пройти), системные параметры могут быть установлены вручную (или через предустановки), чтобы эффективно удалить шум и передать целевой сигнал. В качестве альтернативы, режим калибровки можно использовать для анализа шума части «предварительной прокатки», чтобы определить соответствующие установки антишума. Варианты использования для этого варианта осуществления включают в себя удаление шума из старых записей, снижение шума в «живой» ситуации без отрицательного влияния на качество речи диктора, удаление шума из записи в системе наблюдения, усиление звука в записи наблюдения и т.д.The stand-alone signal processing system may be implemented as shown in Fig. 3 and described above. In this embodiment, known noise characteristics may be reduced or eliminated from recordings or in a real-time situation with an appropriate delay between the action and the actual broadcast. In this embodiment, the core processor of the system may be a "plug-in" of another editing or processing software system, embedded in another signal processor or as a stand-alone device, as shown in Fig. 20. If noise characteristics are to be removed (or, alternatively, a signal that will be transmitted in an unknown noise environment: excluding these frequencies from the bandwidth settings and setting the amplitude scaling factor to 1 for frequencies not in the bandwidth definitions will allow only these frequencies to pass), the system parameters may be set manually (or via presets) to effectively remove the noise and transmit the target signal. Alternatively, a calibration mode may be used to analyze the noise of the "pre-roll" portion to determine appropriate anti-noise settings. Use cases for this embodiment include removing noise from old recordings, reducing noise in a "live" situation without adversely affecting the quality of the speaker's speech, removing noise from a recording in a surveillance system, enhancing the sound in a surveillance recording, etc.

Шифрование/дешифрование (аудио диапазон или за его пределами)Encryption/decryption (audio range or out of range)

Система шифрования/дешифрования может быть реализована, как показано на фиг.4, и описано выше. Основным вариантом использования здесь является передача частной информации путем тайного кодирования ее в узкие сегменты широкополосной передачи или сигнала шума таким образом, который не оказывает существенного влияния на широкополосный сигнал. Другим вариантом использования этого варианта осуществления является включение дополнительных данных или информации о широкополосной передаче. Как показано на фиг.21, «ключ» шифрования будет включать в себя информацию о частоте и амплитуде для «выделения» дискретных «каналов» в широкополосном сигнале, которые не окажут существенного влияния на широкополосный контент (например, белый шум). Кодированный сигнал будет размещаться на «несущих» соответствующих частот посредством модуляции, поэтому, когда «несущие» добавляют к широкополосному контенту, он будет казаться «нормальным» для наблюдателей. Ключ «дешифрования» будет предписывать установки амплитуды и частоты для диапазонов полосы частот, что приведет к аннулированию всей информации, кроме тех «несущих», которые затем могут быть демодулированы и декодированы. Ожидается, что это будет достигаться чаще всего путем исключения частот «несущей» из определений полосы частот и установки амплитуды по умолчанию из исключенных частот, установленных на 0. Сохранение сигналов «несущей» может быть дополнительно улучшено путем соответствующего масштабирования амплитуды антишума, сформированной в непосредственной близости от «несущих» частот как часть определения «ключа дешифрования».The encryption/decryption system may be implemented as shown in Fig. 4 and described above. The primary use case here is to transmit private information by secretly encoding it into narrow segments of a broadband transmission or noise signal in a manner that does not significantly affect the broadband signal. Another use case for this embodiment is to include additional data or information about the broadband transmission. As shown in Fig. 21, the encryption "key" will include frequency and amplitude information to "isolate" discrete "channels" in the broadband signal that will not significantly affect the broadband content (e.g., white noise). The encoded signal will be placed on "carriers" of appropriate frequencies by modulation, so that when the "carriers" are added to the broadband content, it will appear "normal" to observers. The "decryption key" will dictate the amplitude and frequency settings for the frequency band ranges that will result in the cancellation of all information except those "carriers" which can then be demodulated and decoded. It is expected that this will be achieved most often by excluding the "carrier" frequencies from the frequency band definitions and setting the default amplitude of the excluded frequencies to 0. The preservation of the "carrier" signals can be further improved by appropriately scaling the amplitude of the anti-noise generated in the immediate vicinity of the "carrier" frequencies as part of the "decryption key" definition.

В альтернативном варианте осуществления система шифрования/дешифрования может не выполнять этап «выделения» дискретных каналов в широкополосном сигнале. Скорее, эти дискретные каналы просто идентифицируют процессором на основании частной априорной информации, какие части частотных спектров следует выбирать. Такую априорную информацию о выбранных каналах сохраняют в памяти, к которой обращается процессор, а также доводится до сведения предполагаемого получателя сообщения тайным или личным способом. Сообщение, которое должно быть отправлено, затем модулируют на подходящей несущей, которая содержит сообщение в этих дискретных каналах, но смешивается с сигналом шума, который присутствует в противном случае. Весь широкополосный сигнал (включающий в себя дискретные каналы, маскированные шумом) затем передают. После приема широкополосный сигнал обрабатывают на стороне декодирования с использованием процессора, который запрограммирован для разделения широкополосного сигнала на сегменты, идентифицируют дискретные каналы, несущие сообщение (на основании априорной информации о частотах канала), и выполняют операцию снижения шума на каналах передачи сообщений.In an alternative embodiment, the encryption/decryption system may not perform the step of "selecting" discrete channels in the spread spectrum signal. Rather, these discrete channels are simply identified by the processor, based on private a priori information, which portions of the frequency spectra should be selected. Such a priori information about the selected channels is stored in a memory accessed by the processor and is also communicated to the intended recipient of the message in a secret or private manner. The message to be sent is then modulated onto a suitable carrier that contains the message in these discrete channels but is mixed with the noise signal that would otherwise be present. The entire spread spectrum signal (including the discrete channels masked by the noise) is then transmitted. After reception, the spread spectrum signal is processed at the decoding end using a processor that is programmed to divide the spread spectrum signal into segments, identify the discrete channels carrying the message (based on the a priori information about the channel frequencies), and perform a noise reduction operation on the message channels.

Улучшение процесса обнаружения, приема или распознавания сигнатуры сигнала (аудио диапазон и выше)Improved signal signature detection, reception or recognition process (audio range and above)

Улучшение распознавания, обнаружения или приема сигнатуры может быть реализовано, как показано на фиг.5, и описано выше. Этот вариант осуществления процессора ядра системы облегчает распознавание, обнаружение или улучшение конкретных типов передач или сигнатур устройства в поле шума. На фиг.22 показана возможность распознавания или обнаружения множества сигнатур в одном поле шума или передачи данных путем развертывания нескольких экземпляров процессора ядра системы для исследования этого поля. В отличие от других вариантов осуществления, где микрофон используют для захвата входящего сигнала шума, в этом варианте осуществления шум, производимый конкретным устройством, захватывается в течение предварительно определенного периода времени, и затем захваченные данные обрабатывают путем вычисления скользящего среднего или другой манипуляции статистического сглаживания для разработки сигнатуры шума для этого устройства. В зависимости от природы устройства эта сигнатура шума может быть сигнатурой звуковой частоты (например, представляющей звук двигателя вентилятора), или она может быть сигнатурой электромагнитной частоты (например, представляющей радиочастотные помехи, создаваемые коммутируемым двигателем или мотором с электронным управлением). После этого сигнатура шума для этого устройства используется для генерации сигнала антишума. Сигнатура шума, разработанная таким образом, может храниться в памяти (или в базе данных для доступа других систем), и при необходимости к ним может обращаться схема обработки сигналов, чтобы уменьшить шум конкретных устройств или классов устройств.Improving the recognition, detection or reception of a signature can be implemented as shown in Fig. 5 and described above. This embodiment of the core processor of the system facilitates the recognition, detection or improvement of specific types of transmissions or signatures of a device in a noise field. Fig. 22 shows the possibility of recognizing or detecting multiple signatures in a single field of noise or data transmission by deploying multiple instances of the core processor of the system to examine this field. Unlike other embodiments, where a microphone is used to capture an incoming noise signal, in this embodiment, noise produced by a specific device is captured for a predetermined period of time, and then the captured data is processed by calculating a moving average or other statistical smoothing manipulation to develop a noise signature for this device. Depending on the nature of the device, this noise signature can be an audio frequency signature (for example, representing the sound of a fan motor), or it can be an electromagnetic frequency signature (for example, representing radio frequency interference generated by a commutated motor or an electronically controlled motor). The noise signature for that device is then used to generate an anti-noise signal. The noise signature developed in this way can be stored in memory (or in a database for access by other systems) and can be accessed by the signal processing circuitry as needed to reduce the noise of specific devices or classes of devices.

В дополнение к возможности снижения шума конкретных устройств, база данных хранимых сигнатур шума также может быть полезна для идентификации устройств по сигнатуре создаваемых шумов, путем установки процессора ядра системы для обработки только этих сигнатур. Один из вариантов использования предусматривает возможность энергетическим компаниям обнаруживать активацию неинтеллектуальных сетевых продуктов, чтобы помочь предвидеть нагрузку на сеть, вызванную унаследованными продуктами (системами HVAC, холодильниками и т.д.). Другим вариантом использования будет обнаружение или усиление отдаленной или слабой электромагнитной связи с известными характеристиками. Альтернативно, параметры частоты и амплитуды диапазонов частотных диапазонов могут быть установлены для обнаружения помех в поле передачи или шума, ассоциированного с конкретными инцидентами, такими как: электромагнитные помехи, которые могут быть вызваны беспилотным или другим объектом, пересекающим линию передачи или шумовое поле, активация оборудования наблюдения или контр-наблюдения, вмешательство в источники передачи или поля, атмосферные или земные события и т.д.In addition to the ability to reduce noise from specific devices, the database of stored noise signatures can also be useful for identifying devices by the signature of the noise they generate, by setting the system core processor to process only these signatures. One use case includes the ability for energy companies to detect the activation of non-intelligent network products to help anticipate network loads caused by legacy products (HVAC systems, refrigerators, etc.). Another use case would be to detect or enhance distant or weak electromagnetic communications with known characteristics. Alternatively, frequency and amplitude parameters of frequency ranges can be set to detect interference in the transmission field or noise associated with specific incidents, such as: electromagnetic interference that may be caused by an unmanned aerial vehicle or other object crossing a transmission line or noise field, activation of surveillance or counter-surveillance equipment, interference with transmission sources or fields, atmospheric or terrestrial events, etc.

Вышеприведенное описание вариантов осуществления предоставлено в целях иллюстрации и описания. Настоящий документ не является исчерпывающим или ограничивающим настоящее изобретение. Отдельные элементы или признаки конкретного варианта осуществления, как правило, не ограничиваются этим конкретным вариантом осуществления, но, где это применимо, являются взаимозаменяемыми и могут использоваться в выбранном варианте осуществления, даже если специально не показано или не описано. То же самое может быть изменено во многих отношениях. Такие изменения не должны рассматриваться как отступление от настоящего изобретения, и все такие модификации должны находиться в рамках объема изобретения.The above description of the embodiments is provided for purposes of illustration and description. This document is not exhaustive or limiting of the present invention. Individual elements or features of a particular embodiment are generally not limited to that particular embodiment, but, where applicable, are interchangeable and can be used in the selected embodiment, even if not specifically shown or described. The same can be changed in many respects. Such changes should not be considered as a departure from the present invention, and all such modifications should be within the scope of the invention.

Claims (53)

1. Способ снижения шума в потоке сигнала, содержащем ложный сигнал, относящийся к шуму, содержащий этапы, на которых:1. A method for reducing noise in a signal stream containing a false signal related to noise, comprising the steps of: получают оцифрованный сигнал шума из окружающей среды, в которой имеется поток сигнала;receive a digitized noise signal from the environment in which there is a signal flow; разделяют, с помощью схемы цифрового процессора, оцифрованный сигнал шума на набор различных диапазонов частот;using a digital processor circuit, the digitized noise signal is divided into a set of different frequency ranges; сегментируют по меньшей мере один диапазон частот из набора диапазонов частот на множество сегментов шумов;segmenting at least one frequency range from the set of frequency ranges into a plurality of noise segments; вычисляют, с помощью схемы цифрового процессора, представление частотной области для оцифрованного сигнала шума, причем этап вычисления представления частотной области выполняется до или после этапов разделения и сегментирования;calculating, using a digital processor circuit, a frequency domain representation of the digitized noise signal, wherein the step of calculating the frequency domain representation is performed before or after the steps of dividing and segmenting; осуществляют, с использованием схемы цифрового процессора, индивидуальное смещение представлений частотной области для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума, по времени, причем величина сдвига по времени зависит от выбранной частоты в представлении частотной области с учетом как времени распространения сигнала шума в воздухе, так и времени распространения в системе, ассоциированного со скоростью прохождения схемы цифрового процессора и ассоциированного оборудования, а время распространения в воздухе является временем передачи для прохождения сигнала от входного микрофона к микрофону обратной связи;performing, using the digital processor circuit, individual shifting of frequency domain representations for one or more noise segments comprising the digitized noise signal in time, wherein the amount of time shift depends on the selected frequency in the frequency domain representation taking into account both the air propagation time of the noise signal and the system propagation time associated with the speed of the digital processor circuit and associated equipment, and the air propagation time is the transmission time for the signal to travel from the input microphone to the feedback microphone; преобразуют представление частотной области для каждого из сегментов шума оцифрованного сигнала шума во временную область для формирования сигнала антишума; иconverting the frequency domain representation for each of the noise segments of the digitized noise signal into the time domain to generate an anti-noise signal; and выводят сигнал антишума в поток сигналов для снижения шума за счет деструктивной помехи. output an anti-noise signal into the signal stream to reduce noise due to destructive interference. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором сегментируют каждый диапазон частот в наборе диапазонов частот так, что количество сегментов шума данного диапазона частот может изменяться для диапазонов частот в наборе диапазонов частот.2. The method of claim 1, further comprising the step of segmenting each frequency range in the set of frequency ranges such that the number of noise segments of a given frequency range can vary for frequency ranges in the set of frequency ranges. 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выборочно применяют коррекцию фазы для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума.3. The method of claim 1, further comprising the step of selectively applying phase correction to one or more noise segments comprising the digitized noise signal. 4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют сдвиг представления частотной области сегментов шума в диапазоне частот без сдвига представления частотной области сегментов шума в другом диапазоне частот в наборе диапазонов частот. 4. The method according to claim 1, further comprising the step of shifting the frequency domain representation of the noise segments in the frequency range without shifting the frequency domain representation of the noise segments in another frequency range in the set of frequency ranges. 5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выборочно применяют масштабирование амплитуды для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума.5. The method of claim 1, further comprising the step of selectively applying amplitude scaling to one or more noise segments comprising the digitized noise signal. 6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выполняют масштабирование амплитуды в одном диапазоне частот, без масштабирования амплитуды в другом диапазоне частот набора диапазонов частот.6. The method according to claim 1, further comprising the step of performing amplitude scaling in one frequency range without scaling the amplitude in another frequency range of the set of frequency ranges. 7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором преобразуют сигнал антишума в аналоговый сигнал и выводят сигнал антишума в поток сигнала посредством микширования сигнала антишума с шумом в потоке сигнала.7. The method according to claim 1, further comprising the step of converting the anti-noise signal into an analog signal and outputting the anti-noise signal into a signal stream by mixing the anti-noise signal with noise in the signal stream. 8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором микшируют сигнал антишума с шумом в потоке сигнала посредством использования громкоговорителей с усилителем или другого преобразователя, расположенного в потоке сигнала.8. The method according to claim 7, further comprising the step of mixing the anti-noise signal with noise in the signal stream by using loudspeakers with an amplifier or other converter located in the signal stream. 9. Система снижения шума в потоке сигнала, содержащем сигнал шума, содержащая:9. A system for reducing noise in a signal stream containing a noise signal, comprising: микрофон для получения сигнала шума из окружающей среды, в которой имеется поток аудиосигнала;a microphone for receiving a noise signal from an environment in which there is an audio signal stream; аналого-цифровой преобразователь для приема сигнала шума от микрофона и функционирования для преобразования сигнала шума в оцифрованный сигнал шума;an analog-to-digital converter for receiving a noise signal from a microphone and operating to convert the noise signal into a digitized noise signal; цифровой сигнальный процессор для приема оцифрованного сигнала шума от аналого-цифрового преобразователя и обработки оцифрованного сигнала шума посредствомa digital signal processor for receiving a digitized noise signal from an analog-to-digital converter and processing the digitized noise signal by разделения, с помощью схемы цифрового процессора, оцифрованного сигнала шума на набор различных диапазонов частот;dividing, using a digital processor circuit, the digitized noise signal into a set of different frequency ranges; сегментирования по меньшей мере одного диапазона частот из набора диапазонов частот на множество сегментов шумов;segmenting at least one frequency range from the set of frequency ranges into a plurality of noise segments; вычисления представления частотной области для оцифрованного сигнала шума в частотной области, причем вычисление представления частотной области выполняется до или после этапов разделения и сегментирования;calculating a frequency domain representation of the digitized noise signal in the frequency domain, wherein the calculation of the frequency domain representation is performed before or after the splitting and segmenting steps; осуществления смещения представления частотной области для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума, по времени, причем величина сдвига по времени зависит от выбранной частоты в представлении частотной области с учетом как времени распространения сигнала шума в воздухе, так и времени распространения в системе, ассоциированного со скоростью прохождения схемы цифрового процессора и ассоциированного оборудования, а время распространения в воздухе является временем передачи для прохождения сигнала от входного микрофона к микрофону обратной связи; иshifting the frequency domain representation of one or more noise segments comprising the digitized noise signal in time, wherein the amount of time shift depends on a selected frequency in the frequency domain representation taking into account both the air propagation time of the noise signal and the system propagation time associated with the speed of the digital processor circuitry and associated equipment, the air propagation time being the transmission time for the signal to travel from the input microphone to the feedback microphone; and преобразования представления частотной области для каждого из сегментов шума оцифрованного сигнала шума во временную область для формирования сигнала антишума; иtransforming the frequency domain representation for each of the noise segments of the digitized noise signal into the time domain to generate an anti-noise signal; and цифроаналоговый преобразователь для вывода сигнала антишума от цифрового сигнального процессора и функционирования для преобразования сигнала антишума в аналоговый сигнал антишума.A digital-to-analog converter for outputting an anti-noise signal from a digital signal processor and functioning to convert the anti-noise signal into an analog anti-noise signal. 10. Система по п.9, в которой цифровой сигнальный процессор дополнительно выполнен с возможностью сегментации каждого диапазона частот в наборе диапазонов частот так, что количество сегментов шума данного диапазона частот может изменяться для диапазонов частот в наборе диапазонов частот.10. The system of claim 9, wherein the digital signal processor is further configured to segment each frequency range in the set of frequency ranges such that the number of noise segments of a given frequency range can vary for frequency ranges in the set of frequency ranges. 11. Система по п.9, в которой цифровой сигнальный процессор дополнительно выполнен с возможностью выборочного применения коррекции фазы для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума.11. The system of claim 9, wherein the digital signal processor is further configured to selectively apply phase correction to one or more noise segments comprising the digitized noise signal. 12. Система по п.9, в которой цифровой сигнальный процессор дополнительно выполнен с возможностью выборочного применения масштабирования амплитуды для одного или более сегментов шума, составляющих оцифрованный сигнал шума.12. The system of claim 9, wherein the digital signal processor is further configured to selectively apply amplitude scaling to one or more noise segments comprising the digitized noise signal. 13. Система по п.9, дополнительно содержащая микшер, выполненный с возможностью приема потока аудиосигналов и аналогового сигнала антишума и функционирования для объединения потока аудиосигнала с аналоговым сигналом антишума.13. The system of claim 9, further comprising a mixer configured to receive an audio signal stream and an analog anti-noise signal and to operate to combine the audio signal stream with the analog anti-noise signal. 14. Способ калибровки системы снижения шума, реализуемый в аудиоустройстве, содержащий этапы, на которых:14. A method for calibrating a noise reduction system implemented in an audio device, comprising the steps of: отключают систему снижения шума; иturn off the noise reduction system; and получают, с помощью аудиоустройства, известный сигнал из окружающей среды, окружающей аудиоустройство;obtain, using an audio device, a known signal from the environment surrounding the audio device; определяют время распространения сигнала в воздухе известного сигнала, когда система снижения шума отключена, а время распространения сигнала в воздухе является временем передачи для прохождения сигнала от входного микрофона аудиоустройства до громкоговорителей аудиоустройства;determine the air propagation time of a known signal when the noise reduction system is turned off, and the air propagation time is the transmission time for the signal to travel from the input microphone of the audio device to the speakers of the audio device; включают систему снижения шума; иinclude a noise reduction system; and определяют время распространения сигнала в системе для известного сигнала в системе снижения шума, когда система снижения шума включена, причем временем распространения сигнала в системе является скорость прохождения схемы цифрового процессора в системе снижения шума.determine the propagation time of a signal in the system for a known signal in the noise reduction system when the noise reduction system is turned on, wherein the propagation time of a signal in the system is the speed of passage of the digital processor circuit in the noise reduction system. 15. Способ по п.14, дополнительно содержащий этапы, на которых:15. The method according to claim 14, further comprising the steps of: вычисляют время смещения системы посредством вычитания времени распространения сигнала в системе из времени распространения сигнала в воздухе; иcalculate the system displacement time by subtracting the signal propagation time in the system from the signal propagation time in air; and сохраняют время смещения системы в машиночитаемой памяти аудиоустройства, причем указанная машиночитаемая память является доступной для системы снижения шума.storing the system offset time in a machine-readable memory of the audio device, wherein said machine-readable memory is accessible to the noise reduction system. 16. Способ по п.14, дополнительно содержащий этап, на котором выводят, с помощью системы снижения шума, сигнал антишума на выход потока сигнала посредством аудиоустройства, причем сигнал антишума создан с использованием времени смещения системы.16. The method according to claim 14, further comprising the step of outputting, using the noise reduction system, an anti-noise signal to the output of the signal stream via the audio device, wherein the anti-noise signal is created using the offset time of the system. 17. Способ по п.14, в котором этап определения времени распространения сигнала в воздухе для известного сигнала содержит подэтапы, на которых:17. The method according to claim 14, wherein the step of determining the propagation time of a signal in air for a known signal comprises the sub-steps of: определяют время захвата известного сигнала посредством микрофона ввода;determine the time of capture of a known signal by means of an input microphone; определяют время захвата сигнала посредством микрофона обратной связи, расположенного радом с громкоговорителем аудиоустройства; иdetermining the signal capture time via a feedback microphone located near the loudspeaker of the audio device; and вычисляют время распространения сигнала в воздухе посредством вычитания времени захвата известного сигнала посредством микрофона ввода из времени захвата сигнала посредством микрофона обратной связи.The propagation time of a signal in air is calculated by subtracting the time of capture of a known signal by the input microphone from the time of capture of the signal by the feedback microphone. 18. Способ по п.14, в котором этап определения времени распространения сигнала в системе содержит подэтапы, на которых:18. The method according to claim 14, wherein the step of determining the signal propagation time in the system comprises sub-steps in which: определяют время захвата известного сигнала посредством микрофона ввода;determine the time of capture of a known signal by means of an input microphone; определяют время захвата сигнала посредством микрофона обратной связи, расположенного радом с громкоговорителем аудиоустройства; иdetermining the signal capture time via a feedback microphone located near the loudspeaker of the audio device; and вычисляют время распространения сигнала в системе посредством вычитания времени захвата известного сигнала посредством микрофона ввода из времени захвата сигнала посредством микрофона обратной связи.calculate the propagation time of a signal in the system by subtracting the time of capture of a known signal by the input microphone from the time of capture of the signal by the feedback microphone. 19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором изменяют известный сигнал после того, как известный сигнал получен аудиоустройством, но до ввода известного сигнала в систему снижения шума.19. The method of claim 18, further comprising the step of modifying the known signal after the known signal is received by the audio device but before the known signal is input to the noise reduction system. 20. Способ по п.16, дополнительно содержащий этапы, на которых:20. The method according to claim 16, further comprising the steps of: сегментируют известный сигнал на множество сегментов сигнала, причем каждый сегмент сигнала из множества сегментов сигнала коррелирован с другим диапазоном частот;segmenting a known signal into a plurality of signal segments, wherein each signal segment of the plurality of signal segments is correlated with a different frequency range; вычисляют, для каждого сегмента сигнала, время задержки сегмента, причем время задержки сегмента вызвано 180-градусным сдвигом по фазе центральной частоты диапазона частот, ассоциированного с заданным сегментом сигнала;calculating, for each signal segment, a segment delay time, wherein the segment delay time is caused by a 180-degree phase shift of the center frequency of the frequency range associated with the given signal segment; вычисляют, для каждого сегмента сигнала, время примененной задержки как абсолютное значение времени задержки сегмента минус время сдвига системы; иcalculate, for each signal segment, the applied delay time as the absolute value of the segment delay time minus the system offset time; and сохраняют, для каждого сегмента сигнала, время примененной задержки в машиночитаемой памяти аудиоустройства.store, for each signal segment, the time of the applied delay in the machine-readable memory of the audio device.
RU2021126061A 2017-02-06 2018-02-05 Noise reduction using segmented, frequency-dependent phase suppression RU2837777C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762455180P 2017-02-06 2017-02-06
US62/455,180 2017-02-06
US15/497,417 2017-04-26
US15/497,417 US10720139B2 (en) 2017-02-06 2017-04-26 Noise cancellation using segmented, frequency-dependent phase cancellation

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019127923A Division RU2755511C2 (en) 2017-02-06 2018-02-05 Noise suppression using segmented frequency-dependent phase suppression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021126061A RU2021126061A (en) 2021-10-27
RU2837777C2 true RU2837777C2 (en) 2025-04-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6654467B1 (en) * 1997-05-07 2003-11-25 Stanley J. York Active noise cancellation apparatus and method
US20120140942A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Dialog Semiconductor Gmbh Reduced delay digital active noise cancellation
US20120308029A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Adaptive filtering system
WO2013070985A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Microsoft Corporation Mapping signals from a virtual frequency band to physical frequency bands
RU2576467C2 (en) * 2011-09-29 2016-03-10 Долби Интернешнл Аб Noise suppression on basis of forecasting in stereophonic radio signal with frequency modulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6654467B1 (en) * 1997-05-07 2003-11-25 Stanley J. York Active noise cancellation apparatus and method
US20120140942A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Dialog Semiconductor Gmbh Reduced delay digital active noise cancellation
US20120308029A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 Harman Becker Automotive Systems Gmbh Adaptive filtering system
RU2576467C2 (en) * 2011-09-29 2016-03-10 Долби Интернешнл Аб Noise suppression on basis of forecasting in stereophonic radio signal with frequency modulation
WO2013070985A1 (en) * 2011-11-10 2013-05-16 Microsoft Corporation Mapping signals from a virtual frequency band to physical frequency bands

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2755511C2 (en) Noise suppression using segmented frequency-dependent phase suppression
AU2020315452B2 (en) Noise cancellation with improved frequency resolution
RU2837777C2 (en) Noise reduction using segmented, frequency-dependent phase suppression
RU2828604C2 (en) Noise suppression with improved frequency resolution
HK40070074A (en) Noise cancellation with improved frequency resolution
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载