日益严重的噪声污染问题影响着人们的日常工作和生活，有源噪声控制技术能够有效降低低频噪声，已经被广泛应用于有源降噪耳机、汽车和飞机机舱降噪等方面。有源头靠是有源噪声控制的一个重要应用，能够减少误差传声器周围的低频干扰。然而，大多数情况下传声器无法安装在人耳处，且其降噪性能容易受到声学通道响应变化的影响。
对此，中科院噪声与振动重点实验室博士研究生张泽强与其导师杨军研究员、吴鸣研究员等人提出了一种结合虚拟传声器方法和可调式头靠结构的多通道反馈有源噪声控制系统，并且验证了三种虚拟传感方法（辅助滤波器方法、远程传声器方法和虚拟传声器方法）在不同条件下的适用性。
相关研究成果在线发表于国际学术期刊 Applied Sciences 。
虚拟传感方法可以将降噪目标从远处的传声器转移到人耳处。影响虚拟传感算法性能的主要因素是次级声场与初级声场的变化。研究人员提出的可调式头靠结构，将用于抵消噪声的次级扬声器和相应的监测误差传声器作为一个整体移动，进而确保了在人头移动和切换用户时可以通过调节措施使次级声场保持近似一致。虚拟传声器方法缓解了初级声场变化对性能的影响，适用于混响时间较短的低频噪声场中。
实验结果表明，这种新结构的性能优于以往传统的有源头靠结构。研究人员验证了三种虚拟传感算法在不同条件下的适用性，证实了当初级源变化（包括噪声特性、位置和数量）并且受限于实际应用无法重新测量任何传递函数时，虚拟传声器方法的性能最为稳定。该有源噪声控制系统可用于设计有源降噪头靠，从而缓解在高噪声环境下人们所受到的干扰。
本研究得到了国家自然科学基金（No.11804365）资助。
图1 可调式头靠结构的设计模型 (图/中科院声学所)
图2 初级源变化时不同虚拟传感算法的性能 (图/中科院声学所)
关键词：
有源噪声控制；有源头靠；可调式结构；虚拟传声器方法；虚拟传感方法
参考文献：
ZHANG Zeqiang, WU Ming, GONG Chen, YIN Lan, YANG Jun. Adjustable Structure for Feedback Active Headrest System Using the Virtual Microphone Method. Applied Sciences. 2021; 11(11):5033. DOI: 10.3390/app11115033