降噪設備和方法以及具有無磁性揚聲器的音頻播放設備的製作方法

2023-07-30 11:48:06 2

降噪設備和方法以及具有無磁性揚聲器的音頻播放設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種降噪設備和方法以及具有無磁性揚聲器的音頻播放設備。所述音頻設備包括：輸入裝置，被配置為接收包含噪聲的音頻信號；周期估計單元，被配置為估計音頻信號中的噪聲樣式的周期；降噪器，被配置為通過使用估計的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號減去和移除噪聲樣式；噪聲更新器，被配置為根據噪聲的幅度變化來更新噪聲樣式；輸出裝置，被配置為輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
【專利說明】降噪設備和方法以及具有無磁性揚聲器的音頻播放設備
[0001] 本申請要求於2013年10月8日提交到美國專利局的第61/888, 137號美國臨時 申請的權益以及2014年7月8日提交到韓國知識產權局的第10-2014-0085353號韓國專 利申請的優先權，它們的公開通過引用全部合併於此。

【技術領域】
[0002] 示例性實施例涉及一種能夠在不受噪聲的不利影響的情況下進行流暢通信的音 頻通信方法和設備，其中，所述噪聲具有在預定時間段重複的樣式。具體地，一種音頻通信 方法方便了醫療人員和病人之間的通信而不會受到核磁共振成像（MRI)過程產生的噪聲 的不利影響，以便在MRI過程期間通過使用顯示器、耳機或揚聲器來提供娛樂、通信和病人 診斷服務，並且提供了一種在MRI過程期間為病人回放多媒體內容的音頻播放設備。

【背景技術】
[0003] -種針對音頻通信降低噪聲的方法在於使用波束成形技術。該方法包括經由多 個麥克風接收包含噪聲信號和音頻信號的混合的輸入，並通過使用最大峰值無失真響應 (MKDR)算法和最小方差無失真響應（MVDR)算法來恢復音頻信號。
[0004] 在存在強磁場的MRI環境中，不應使用包括一般磁性部件的材料。因此，在應用強 磁場的MRI環境中，一般動態揚聲器（dynamicspeaker)不能正常工作。已經使用了風動 揚聲器（pneumaticspeaker)或壓電揚聲器（piezo-electrospeaker)以便將音頻信號發 送到被置於強磁場中的病人。由於這些揚聲器不使用磁性材料，因此它們可以在強場MRI 環境中工作而不會損害MRI圖像質量。然而，這些揚聲器由於它們在低頻再現能力和輸出 電平方面的限制而展示的整體特性不佳。


【發明內容】

[0005] -個或更多個示例性實施例包括一種用於在具有周期性樣式的高等級的噪聲的 環境中的說話者和另一方之間的音頻通信的系統和方法。
[0006] -個或更多個示例性實施例涉及一種在MRI噪聲環境中將語音發送到病人的音 頻播放設備，更具體地，涉及一種設計用於通過使用無磁性揚聲器（例如，無磁鐵揚聲器、 不具有磁鐵的揚聲器等）和用於操作無磁性揚聲器的算法來再現諸如語音和音頻的音頻 信號並有效地削弱MRI噪聲的系統，其中，所述無磁性揚聲器在MRI孔洞內外均正常工作。
[0007] -個或更多個示例性實施例包括一種用於在具有周期性樣式的高等級噪聲的核 磁共振成像（MRI)環境中的病人和醫務人員之間的音頻通信的降噪方法，以及一種被構造 為在具有分布在MRI孔洞內外的各種強度的磁場的全部環境中工作的音頻播放設備以便 在MRI掃描期間為病人提供額外的服務。為了實現這些，提供了一種具有無磁性動態揚聲 器的音頻播放設備和一種包括控制方法和設備的音頻播放系統，其中，所述無磁性動態揚 聲器在MRI磁場中工作，所述控制方法和設備通過適應於磁場強度的改變來保持預定等級 的音頻性能。音頻播放系統是面向MRI的系統，其適應於不管根據頭戴式耳機的位置的靜 態磁場的改變而進行操作。
[0008] 將在以下描述中部分地闡述其它方面，部分地，通過描述將是清楚的，或者可通過 本實施例的實踐而得知。
[0009] 根據示例性實施例的一方面，一種音頻設備包括：輸入單元，接收包含噪聲的音頻 信號；周期估計器，估計音頻信號中的噪聲樣式的周期；降噪單元，通過使用估計的噪聲樣 式的周期在頻域中從音頻信號減去和移除噪聲樣式；噪聲更新單元，根據噪聲的幅度變化 來更新噪聲樣式；輸出單元，輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
[0010] 周期估計單元可從產生噪聲的裝置獲得噪聲的周期信息，或者通過使用在預定時 間內獲得的音頻信號中的數據來計算周期信息。
[0011] 降噪器單元可包括：匹配單元（例如，匹配裝置等），將噪聲樣式與音頻信號中的 當前幀的時間索引匹配；計算器，移除與當前幀的時間索引匹配的噪聲幀的頻譜，並經由後 處理移除殘餘噪聲。
[0012] 噪聲更新單元可確定在音頻信號的當前幀中是否存在語音，如果在當前幀中不存 在語音則更新噪聲樣式並請求降噪單元移除噪聲樣式，確定通過移除噪聲樣式而獲得的輸 出信號是否被放大到比輸入噪聲更大的程度以及是否發散，如果輸出信號發散，則請求周 期估計單元對噪聲樣式的信息進行初始化。
[0013] 根據另一示例性實施例的一方面，提供了一種降低噪聲的方法，包括：接收包含噪 聲的音頻信號；估計音頻信號中的噪聲樣式的周期；通過使用估計的噪聲樣式的周期在頻 域中從音頻信號減去和移除噪聲樣式；根據噪聲的幅度變化來更新噪聲樣式；輸出通過移 除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
[0014] 估計噪聲樣式的周期的步驟可包括：從產生噪聲的裝置獲得噪聲的周期信息，或 者通過使用在預定時間內獲得的音頻信號中的數據來計算周期信息。
[0015] 減去和移除噪聲樣式的步驟可包括：將噪聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索 引匹配；移除與當前幀的時間索引匹配的噪聲幀的頻譜；經由後處理移除殘餘噪聲。
[0016] 更新噪聲樣式的步驟可包括：確定在音頻信號的當前幀中是否存在語音；如果在 當前幀中不存在語音則更新噪聲樣式並從音頻信號移除噪聲樣式，確定通過移除噪聲樣式 而獲得的輸出信號是否被放大到比輸入噪聲更大的程度以及是否發散，如果輸出信號發 散，則對噪聲樣式的信息進行初始化。
[0017] 根據另一示例性實施例的一方面，一種音頻播放設備包括：音頻輸出單元，配備有 無磁性揚聲器並輸出音頻信號；選擇單元，根據由於靜態磁場的強度變化而導致的無磁性 揚聲器的輸出變化來選擇線圈的長度或電流的強度；再現單元，通過選擇的線圈的長度或 選擇的電流的強度來再現音頻信號。
[0018] 音頻輸出單元可包括無磁性動態傳感器，所述無磁性動態傳感器包括：多個線圈， 所述多個線圈具有多個長度；分析傳感器，測量無磁性揚聲器的輸出變化。選擇單元可從無 磁性動態傳感器的所述多個線圈中選擇至少一個線圈。再現單元可使用選擇的線圈根據無 磁性動態傳感器的特性再現音頻信號。
[0019] 無磁性動態傳感器的多個線圈可包括多個環形線圈，所述多個環形線圈具有不同 的直徑並且連接到一個振動盤。
[0020] 無磁性動態傳感器的與振動盤連接的多個線圈中的線圈可被劃分為多個線圈組， 操作線圈組的次數可根據選擇單元的選擇而改變。
[0021] 電流強度調節器可包括可變電阻或電阻大小選擇器和增益控制器，並通過選擇電 阻的大小來調節選擇單元選擇的電流的強度。
[0022] 根據不例性實施例的一方面，一種主動噪聲控制方法包括：根據靜態磁場的強度 選擇輸出裝置，其中，靜態磁場根據輸出裝置的位置而變化；控制在選擇的輸出裝置中使用 的增益；通過反映選擇的輸出裝置和增益來計算主動噪聲控制信號；通過將主動噪聲控制 信號輸出到選擇的輸出裝置來執行噪聲控制。
[0023]選擇輸出裝置的步驟可包括：按照從最短到最長的順序操作多個線圈；分析經由 分析傳感器獲得的輸出信號，其中，所述分析傳感器用於測量輸出裝置的響應；確定是否由 於輸出信號的波形從輸入到輸出裝置的輸入信號的波形變形而發生失真以及是否能夠再 現比噪聲更響的輸出；從能夠在不引起失真的情況下再現輸出的線圈中選擇最短的線圈。
[0024]選擇輸出裝置的步驟可包括：按照電阻大小從最大到最小的順序對輸出裝置中的 電流強度調整器的電阻進行操作；分析經由分析傳感器獲得的輸出信號，其中，所述分析傳 感器被配置為測量輸出裝置的響應；確定是否由於輸出信號的波形從輸入到輸出裝置的輸 入信號的波形偏離而發生失真以及是否能夠再現比噪聲更響的輸出；從能夠在不引起失真 的情況下再現輸出的電阻中選擇最大的電阻。
[0025]控制增益的步驟可包括：基於與輸入噪聲等級和使用從輸出裝置的多個線圈中選 擇的線圈的無磁性動態傳感器的輸出有關的信息計算增益。
[0026]控制增益的步驟可包括：基於與輸入噪聲等級和使用從輸出裝置的電流強度調節 器的電阻中選擇的電阻的輸出有關的信息來計算增益。
[0027] 計算主動噪聲控制信號的步驟可包括：基於與噪聲有關的信息以及與用於測量選 擇的輸出裝置的響應的分析傳感器和選擇的輸出裝置之間的輸出特性有關的信息，構造用 於產生主動噪聲控制信號的濾波器，以減少經由分析傳感器輸入的噪聲的幅度。
[0028] 計算主動噪聲控制信號的步驟可包括：基於與用於測量選擇的輸出裝置的響應的 分析傳感器和選擇的輸出裝置之間的輸出特性有關的信息以及與經由分析傳感器輸入的 噪聲的信息，通過使用先前輸入的針對選擇的輸出裝置的固定濾波器計算主動噪聲控制信 號。
[0029]根據另一不例性實施例的一方面，一種無磁性揚聲器包括：音圈；振動盤，與音圈 連接；振動吸收部，在振動盤的中心和邊緣之間附接到振動盤的一側，吸收振動盤產生的振 動；擋塊，布置在無磁性揚聲器的前表面或後表面上，從而使無磁性揚聲器的前表面和後表 面彼此分離並支撐附接到振動盤的振動吸收部。
[0030]振動吸收部可以是由可壓縮材料製成的阻尼器。
[0031]根據另一不例性實施例的一方面，一種核磁共振成像（MRI)系統包括：孔洞，產生 磁場；第一音頻輸入裝置，接收包含位於孔洞附近的第一用戶的語音的音頻信號；第二音 頻輸入裝置，接收包含控制MRI系統的第二用戶的語音的音頻信號；第一輸出裝置，經由無 磁性揚聲器將包含第二用戶的語音的音頻信號輸出到第一用戶；第二輸出裝置，將包含第 一用戶的語音的音頻信號輸出到第二用戶；主動噪聲控制裝置，根據在MRI系統中使用的 靜態磁場的強度對第二音頻輸入裝置接收的音頻信號執行主動噪聲控制，並將結果發送到 第一輸出裝置；降噪信號處理器，從第一音頻輸入裝置接收的音頻信號估計噪聲樣式，在頻 域中移除噪聲樣式，並將結果發送到第二輸出裝置。
[0032] 第一音頻輸入裝置可包括指向性麥克風。
[0033] 根據另一不例性實施例的一方面，一種降低噪聲的方法包括：接收包含核磁共振 成像（MRI)裝置產生的噪聲的音頻信號；估計噪聲的噪聲樣式的周期；通過使用估計的噪 聲的樣式的周期從音頻信號移除噪聲樣式；輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
[0034] 估計噪聲樣式的周期的步驟可包括：從產生噪聲的MRI裝置獲得噪聲的周期信 息，或者通過使用在預定時間內獲得的音頻信號中的數據來計算周期信息。
[0035] 移除噪聲樣式的步驟可包括：將噪聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索引匹 配；移除與當前幀的時間索引相匹配的噪聲幀的頻譜，並經由後處理移除殘餘噪聲。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，這些和/或其它方面將會變得清 楚和更容易理解，其中：
[0037] 圖1A是根據示例性實施例的在時域中針對每個採樣處理噪聲的方法的流程圖；
[0038] 圖1B示出使用在時域中針對每個採樣處理噪聲的方法的降噪模擬結果；
[0039] 圖2A是根據示例性實施例的在頻域中針對每個緩存（或幀）處理噪聲的方法的 流程圖；
[0040] 圖2B示出使用根據示例性實施例的在頻域中針對每個緩存（或幀）處理噪聲的 方法的降噪模擬結果；
[0041] 圖3示出核磁共振成像（MRI)靜磁場的強度根據位置的變化；
[0042] 圖4A到圖4H示出根據位置對無磁性揚聲器的主動降噪性能測試的結果；
[0043] 圖5是根據示例性實施例的音頻設備的框圖；
[0044] 圖6是用於解釋根據示例性實施例的降低具有周期性的噪聲的信號處理方法的 示圖；
[0045] 圖7是根據示例性實施例的音頻播放設備的框圖；
[0046] 圖8是根據示例性實施例的音頻播放設備的詳細框圖；
[0047] 圖9示出MRI磁場的方向和無磁性動態揚聲器的結構；
[0048] 圖10示出根據示例性實施例的無磁性動態揚聲器的多層線圈；
[0049] 圖11示出根據另一示例性實施例的無磁性動態揚聲器的多層線圈；
[0050] 圖12是根據示例性實施例的在圖8中示出的無磁性動態揚聲器的電流強度調整 器的框圖；
[0051] 圖13是用於解釋根據示例性實施例的在圖8中示出的靜態磁場強度分析器的操 作的流程圖；
[0052] 圖14示出根據示例性實施例的用於無磁性揚聲器的阻尼器（damper)和擋塊 (stopper)的結構；
[0053] 圖15是根據示例性實施例的降低噪聲的方法的流程圖；
[0054] 圖16是根據示例性實施例的在音頻通信中使用的降噪算法的流程圖；
[0055] 圖17是根據示例性實施例的在音頻通信中使用的降噪算法的詳細流程圖；
[0056] 圖18是根據示例性實施例的主動噪聲控制（ANC)方法的流程圖；
[0057] 圖19示出根據示例性實施例的主動降噪算法；
[0058] 圖20示出根據示例性實施例的核磁共振成像（MRI)系統；
[0059] 圖21示出顯示通過將算法應用於MRI噪聲而消除了噪聲的模擬結果。

【具體實施方式】
[0060] 現在將詳細參照示例性實施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終表示 相同的元件。在這方面，示例性實施例可具有不同形式並且不應被理解為限制於在此闡述 的描述；相反，這些示例性實施例被提供以使得此公開將是充分和完整的，並會將本發明構 思完整地傳達給本領域的技術人員，本發明的範圍由權利要求限定。
[0061] 因此，以下通過參照附圖描述示例性實施例以解釋【具體實施方式】的各個方面。
[0062] 現在將簡要地描述在此使用的術語，然後將詳細描述一個或更多個示例性實施 例。
[0063] 關於在此使用的術語，在考慮一個或更多個示例性實施例中的功能的同時選擇了 廣泛使用的一般術語，但是在此使用的術語可根據本領域的普通技術人員的意圖、先例或 新技術的出現而改變。在某些情況下， 申請人:任意地選擇術語，並且在這種情況下，將在具 體實施方式中詳細描述術語的含義。因此，術語應基於整個說明書的含義和細節被限定，而 不是僅被術語的名稱限定。
[0064] 當一部分"包括"或"包含"一元素時，除非另有說明，否則該部分還可包括其它元 素。在本說明書中使用的術語"單元"指的是軟體部件或硬體部件（諸如現場可編程門陣 列（FPGA)或專用集成電路（ASIC))，並且執行特定功能。然而，"單元"不限於軟體或硬體。 "單元"還可被配置為可尋址存儲介質並且可被配置為操作一個或更多個處理器。因此，"單 元"包括諸如軟體元素、面向對象軟體元素、類元素和任務元素的元素、處理、功能、屬性、 程序、子程序、程序代碼段、驅動、固件、微代碼、電路、數據、資料庫、數據結構、表、陣列和變 量。在元素和單元中提供的功能可被組合為更少數量的元素和單元或可被劃分為更多數量 的元素和單元。當諸如"…中的至少一個"的表達出現在一列元素之後，其修飾全部列出的 元素而不是修飾列出的單個元素。
[0065] 現在將參照附圖更完整地描述示例性實施例，從而使得本領域的普通技術人員可 容易地實現示例性實施例。另外，省略了某些描述以使得示例性實施例的描述是清楚的。 [0066] 在醫學領域使用的醫學成像技術中，核磁共振成像（MRI)被最廣泛地應用，這是 因為其對於人體具有較小的不利影響。然而，由於響亮的噪聲和長時間的掃描，MRI對於醫 務人員和病人造成了不便。在MRI過程期間，病人會體驗到響亮的噪聲以及由於被局限於 狹窄的孔洞中而引起的恐懼和焦躁。因為醫務人員在監視病人的情況時聽到MRI噪聲和語 音，所以醫務人員也會經受壓力。
[0067] 為了在掃描室內阻斷病人聽到的噪聲，病人被要求佩戴耳塞或耳罩。然而，使用耳 塞或耳罩會阻止病人與醫務人員進行口頭通信，並且不會降低醫務人員聽到的噪聲。另外， 該方法會在承受高等級的噪聲（諸如直升機或噴氣式引擎噪聲或工廠中的噪聲）的環境中 造成通信的嚴重不便。
[0068] 一個或更多個示例性實施例包括一種能夠通過使用降噪技術和主動噪聲控制 (ANC)裝置來在削弱具有周期性的噪聲的同時實現雙向音頻通信的方法。該方法允許通過 應用降噪技術消除了噪聲的音頻信號的傳輸，並通過ANC裝置在削弱說話者聽到的噪聲的 同時使得說話者能夠聽到另一方的語音。通過使用該方法，說話者可持續監控另一方的情 況，並且例如通過詢問當前狀態來與另一方通信。
[0069] 隨著諸如計算機斷層掃描（CT)、MRI和超聲裝置的尖端成像設備的發展，醫學成 像的需求和重要性正在增加。與其它類型的裝置相比，由於MRI裝置通過顯示更清晰的細 節人體結構的圖像來為醫生或病人提供更多條信息並且對於人體無害，因此MRI裝置正被 更廣泛地使用。隨著MRI技術的發展，MRI裝置可通過使用更強力的磁場在更短時間內提供 更精確的圖像。然而，隨著磁場強度增強，MRI噪聲變得更加響亮。MRI掃描產生的100dB以 上的高等級噪聲會對病人造成很強的不適並且由於長時間的掃描會對聽覺器官造成損傷。 因此，需要能夠在具有高等級噪聲的MRI掃描環境中保護聽覺器官或允許被檢查者聽到外 部音頻或音樂的設備或方法。
[0070] 一個或更多個示例性實施例包括一種方法，該方法通過使用噪聲消除技術和ANC 耳機、揚聲器系統或顯示器，在削弱醫務人員和病人在長時間內聽到的MRI噪聲的同時，能 夠進行雙向音頻通信並提供額外的服務，一個或更多個示例性實施例還提供一種設備，該 設備通過使用在MRI孔洞內外均可正常工作的無磁性揚聲器（例如，無磁鐵揚聲器、不具有 磁鐵的揚聲器等）以及操作該無磁性揚聲器的算法，回放諸如語音和音頻的音頻信號並主 動削弱MRI噪聲。通過使用噪聲消除技術消除了MRI噪聲的病人的音頻信號被發送到控制 室中的醫務人員，戴有ANC耳機的病人經由ANC耳機聽到醫務人員的語音。通過使用示例 性方法和設備，醫務人員可持續監控病人的情況，病人可例如通過詢問關於MRI掃描的當 前狀態來與醫務人員通信。此外，通過使用該方法和設備，在MRI掃描期間，可為病人提供 多媒體內容，醫生可對病人執行遠程診斷，或者提供針對病人定製的各種補充信息的服務 可被提供。
[0071] 根據在MRI環境中使用的降噪方法和通信方法，包含MRI噪聲的病人的音頻信號 經由掃描室內的麥克風被輸入，針對每個米樣從輸入信號移除噪聲分量，得到的信號被輸 出到控制室。另一方式可包括通過使用耳塞類型輸入/輸出裝置將病人的語音發送到醫務 人員並使病人能夠聽到來自掃描室外的音頻信號。在這種情況下，通過ANC技術實現降噪， 其中，ANC技術使用經由位於耳塞的外部的麥克風輸入的信號。
[0072] 在一個或更多個不例性實施例中，使用MRI過程產生的強磁場的無磁性動態揚聲 器被用作在MRI環境中再現音頻的揚聲器。無磁性動態揚聲器不使用磁鐵，在振動片由於 靜態磁場和流過音圈的電流之間產生的洛倫茲力而運動時產生聲音。在不具有在一般揚聲 器中使用的永久磁鐵的情況下，無磁性動態揚聲器可通過使用在MRI環境中存在的強靜態 磁場來有效地再現寬頻譜的聲音。
[0073] 在MRI掃描期間可提供的其它服務可包括娛樂服務以及通過病人和醫生之間的 通信提供反饋（諸如關於病人的運動的信息），其中，娛樂服務通過使用顯示裝置/頭部固 定的音頻播放設備來使病人放鬆。
[0074] 在MRI環境中，由於說話者和用於獲取音頻的麥克風之間的長距離而導致高等級 的噪聲和負信號噪聲比（SNR)，因此難以發送音頻並且有效地降低噪聲，這是因為噪聲比音 頻更響。此外，因為用於確定音頻信號的存在的技術在MRI環境中不精確，所以在其使用方 面更新將被移除的噪聲分量受限。
[0075] 圖1A是根據示例性實施例的在時域中針對每個採樣處理噪聲的方法的流程圖， 圖1B示出使用在時域中針對每個採樣處理噪聲的方法的降噪模擬結果。在圖1B中，上面 和下面的波形圖分別示出了輸入信號和輸出信號的波形。
[0076] 參照圖1A，輸入信號的周期信息被輸入（操作110)。
[0077] 來自輸入信號的噪聲被存儲為周期性噪聲樣式（操作120)。
[0078] 基於每個米樣，在時域中從輸入信號移除噪聲樣式的米樣（操作130)。
[0079] 確定輸入信號中除了噪聲之外的語音或音頻的存在（操作140)。如果確定音頻存 在，則處理返回到操作130以處理下一個採樣。
[0080] 如果在操作140音頻不存在，則可確定僅存在噪聲，並更新噪聲樣式（操作150)。 然後，處理返回到操作130以處理下一個採樣。
[0081] 然而，當如圖1A所示來自輸入信號的噪聲被存儲為周期性噪聲樣式並在時域中 對每個米樣執行降噪時，輸入信號與噪聲樣式不匹配的部分中的噪聲不會被有效地降低， 反而被放大，如圖1B所示。此外，根據圖1A的方法，沒有關於輸出信號是否發散做出確定。 輸出信號的發散的意思是輸出信號被放大到比輸入信號更大的程度，如圖1B所示。
[0082] 圖2A示出了根據示例性實施例的在頻域中針對每個緩存（或幀）處理噪聲的方 法，圖2B示出使用根據示例性實施例的圖2A的方法的降噪模擬結果。在圖2B中，上面和 下面的波形圖分別示出輸入信號和輸出信號的波形。
[0083] 參照圖2A，噪聲樣式被存儲在緩存中（操作210)。
[0084] 從噪聲樣式估計噪聲的周期，或者可從外部源輸入噪聲的周期（操作220)。
[0085] 對噪聲樣式和輸入緩存執行快速傅立葉變換（FFT)以將噪聲樣式和輸入緩存轉 換到頻域（操作230)。
[0086] 基於每個緩存從輸入緩存減去噪聲樣式的大小，並可從減法的結果進一步移除殘 餘噪聲（操作240)。
[0087] 對降噪的結果執行逆FFT(IFFT)以將降噪的結果轉換到時域（操作250)。
[0088] 確定輸入信號中除了噪聲之外的語音或音頻的存在（操作260)。如果音頻存在， 則處理返回到操作230以處理下一緩存。
[0089] 如果在操作260不存在音頻，則可確定僅存在噪聲，並更新噪聲樣式（操作270)。
[0090] 確定更新的噪聲樣式是否發散（操作280)。如果更新的樣式被用於降噪，則與輸 入信號相比，輸出信號被顯著地放大或者發散。因此，為了估計噪聲樣式的周期，處理返回 到操作210。
[0091] 如果更新的噪聲樣式不發散，則處理返回到操作230以通過使用更新的噪聲樣式 處理下一個緩存。
[0092] 當如圖2A所示在頻域中針對每個緩存（或幀）處理了噪聲時，則可如圖2B所示 通過從輸入信號降噪而獲得不發散的輸出信號。
[0093] 圖3示出MRI靜態磁場的強度根據位置的變化。在圖3中，如果病人躺在MRI孔洞 中並且病人的頭部在MRI孔洞的中心，則橫坐標軸（Z)可對應於從MRI孔洞的中心朝向其 入口（即，病人的腿）的方向。坐標軸（R，Y)可以是從MRI孔洞的中心開始的放射方向，或 者是垂直於地面的方向。穿過紙面的方向（X軸方向）可以是從MRI孔洞的中心開始的放射 方向，並且是與地面水平的方向。每個雜散場線（strayfieldline)的值表示高斯值。雜散 場線從外向內按照 〇? 05 - 0? 1 - 0? 2 - 0? 5 - 1 - 2 - 5 - 10 - 20 - 50 - 100 - 200mT 的順序被表示。
[0094] 由於無磁性動態揚聲器使用在MRI孔洞內創建的靜態磁場，因此靜態磁場的強度 顯著地影響無磁性動態揚聲器的輸出。然而，圖3顯示出靜態磁場的強度從MRI孔洞的中 心向MRI孔洞外部迅速地減小。例如，在3特斯拉（T)MRI掃描器中，在距離MRI孔洞的中 心大約1. 8m處的靜態磁場的強度減小到50mT，這等於MRI孔洞的中心處的靜態磁場的強度 的六十分之一。
[0095] 圖4A到圖4H示出根據位置對無磁性揚聲器執行的主動降噪性能測試的結果。
[0096] 圖4A和圖4B分別示出在孔洞的中心的位置處（與孔洞的中心相距0cm)的主動降 噪性能測試的結果以及在與孔洞朝向其內部的一端相距l〇cm處（與孔洞的中心相距60cm) 的主動降噪性能測試的結果。圖4C到圖4H分別示出在與與孔洞朝向其外部的一端相距 20cm、50cm、60cm、70cm、80cm和 90cm(與孔洞的中心相距 90cm、120cm、130cm、140cm、150cm 和160cm)的位置處的主動降噪性能測試的結果。在圖4A到圖4H中，"ANC關閉"a和"ANC 打開"b分別表示在不執行噪聲主動降低和在執行噪聲主動降低時產生的MRI噪聲。
[0097] 圖4A到圖4H示出在與沒有執行噪聲主動降低（"ANC關閉"a)時相比，在執行了 噪聲主動降低（"ANC打開"b)時噪聲被降低了相當大的程度。然而，隨著與孔洞的中心的 距離增加，輸出（即，"ANC關閉"a和"ANC打開"b所指示的噪聲等級）之間的差減小。此 夕卜，圖4E到圖4H顯示在高頻區域中"ANC打開"b所指示的噪聲等級變得比"ANC關閉"a所 指不的噪聲等級更_。
[0098] 由於在MRI孔洞外部磁場強度低，揚聲器無法產生足夠的功率輸出。因此，如圖4E 到圖4H所示，當病人的頭部在MRI孔洞之外而對病人的膝蓋或腳執行MRI時，因為揚聲器 無法產生與MRI噪聲的幅度相應的功率輸出，所以會發生失真。來自揚聲器的失真最終導 致再現正常音頻信號的失敗或使ANC性能降級。從圖4E到4H很明顯，隨著遠離MRI孔洞 而與MRI孔洞的距離增加，由a指示的包含MRI噪聲的信號中的噪聲具有比由b指示的MRI 噪聲被降低的信號中的噪聲更高的等級。
[0099] 在被動模式（病人不能自由的選擇內容）的MRI掃描期間，諸如多媒體內容的服 務可被提供給病人，並且服務限制於在提供內容之前輸入到娛樂系統中的內容的範圍。
[0100] 圖5是根據示例性實施例的音頻設備500的框圖。
[0101] 參照圖5,根據本示例性實施例的音頻設備500包括輸入單元510 (例如，輸入裝 置、輸入等）、周期估計單元520 (例如，周期估計器、周期估計裝置等）、降噪單元530 (諸 如，降噪器、降噪裝置等）、噪聲更新單元540 (例如，噪聲更新器、噪聲更新裝置等）和輸出 單元550 (例如，輸出、輸出裝置等）。
[0102] 輸入單元510接收包含噪聲的音頻信號。輸入單元510可包括麥克風並接收記錄 在存儲介質上的音頻信號或經由網絡發送的音頻信號。
[0103] 周期估計單元520估計音頻信號中的噪聲樣式的周期。周期估計單元520可從噪 聲產生裝置獲得噪聲的周期信息或者通過使用在預定時間內獲得的音頻信號中的數據來 計算周期信息。
[0104] 降噪單元530通過使用估計的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號減去和移除 噪聲樣式。為了完成此操作，降噪單元530可包括：匹配單元（例如，匹配裝置），用於將噪 聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索引相匹配；計算器，用於移除與當前幀的時間索引 相匹配的噪聲幀的頻譜並經由後處理移除殘餘噪聲。
[0105] 噪聲更新單元540根據噪聲幅度的改變更新噪聲樣式。噪聲更新單元540還確定 在音頻信號的當前幀中是否存在語音。如果在當前幀中不存在語音，則噪聲更新單元540 更新噪聲樣式。噪聲更新單元540請求降噪單元530從音頻信號移除噪聲樣式。
[0106] 噪聲更新單元540還確定通過移除噪聲樣式而獲得的輸出信號是否被放大到比 輸入噪聲更大的程度並且發散。如果輸出信號發散，則噪聲更新單元540請求周期估計單 元520將噪聲樣式的信息初始化。輸出信號的"發散"的意思是輸出信號被放大到比輸入 信號更大的程度，如圖1B所示。
[0107] 輸出單兀550可輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。輸出單兀550可包括 用於將音頻信號輸出為聲音的揚聲器，並將音頻信號記錄在存儲介質上或經由網絡發送音 頻信號。
[0108] 在一個或更多個示例性實施例中，一種使得說話者（例如，病人）能夠與另一方通 信的設備包括：音頻輸入裝置，由至少一個用於獲得說話者的語音的麥克風構成；音頻播 放設備，引入用於在播放音頻信號時消除外部噪聲的ANC功能；降噪系統，用於對輸入的音 頻信號進行降噪。此外，一種使得另一方能夠與說話者（例如，病人）通信的設備可包括： 音頻輸入裝置，由至少一個用於獲取另一方的語音的麥克風構成；揚聲器或頭戴式耳機，用 於再現傳送到另一方的聲音。
[0109] 用於音頻通信的降噪
[0110] 通過經由降噪系統對從自說話者輸入到輸入裝置的信號進行降噪而獲得音頻信 號，將音頻信號發送到另一方，並經由揚聲器或頭戴式耳機裝置為另一方播放音頻信號。從 另一方輸入到輸入裝置的信號也被發送和輸出到病人佩戴的或安裝在病人身體的一部分 上的ANC裝置或揚聲器。
[0111] 圖6是用於解釋根據示例性實施例的降低具有周期性的噪聲的信號處理方法的 示圖。如圖6所示，用於從輸入到輸入裝置的音頻信號去除噪聲信號的降噪系統是這樣的 信號處理器，所述信號處理器被設計為：通過實時分析經由麥克風輸入的噪聲信號和從產 生周期性噪聲的裝置輸入的噪聲的周期信息來提取噪聲信號的周期性屬性，並且通過基於 關於提取的周期性屬性的信息從輸入信號僅去除噪聲信號從而僅傳輸音頻信號。
[0112] 根據圖1A的方法，從時域的當前輸入信號減去先前存儲的噪聲。圖1A的方法存 在這種問題：如果與當前採樣值相應的噪聲樣式與時域的存儲的噪聲樣式不一致，則不能 降低噪聲信號，而會放大噪聲信號。
[0113] 如圖2A所示，在一個或更多個示例性實施例中，關於噪聲信號的周期屬性的信息 被預先分析或實時獲取。此外，獲取與噪聲信號的每個周期相應的幀中的噪聲信號數據。針 對具有適合於音頻信號處理的形式的每幀輸入噪聲信號。通過執行頻率處理來獲得噪聲信 號數據。然後，通過使用關於周期性屬性的信息和噪聲信號數據來去除與當前幀相應的信 號的頻譜。因此，即使當與當前幀相應的樣式與存儲的噪聲樣式不是精確地一致，也不會放 大噪聲，並且算法魯棒性地運行。為了通過將存儲的噪聲信號數據與當前幀的時序信息匹 配來處理存儲的噪聲信號數據，可通過使用周期性樣式識別周期性噪聲的周期信息或者在 時域或頻域處理經由裝置輸入的噪聲的周期信息來確定周期性屬性。
[0114] 圖7是根據示例性實施例的音頻播放設備700的框圖。
[0115] 參照圖7,音頻播放設備700包括音頻輸出單元710 (例如，音頻輸出、音頻輸出裝 置、揚聲器等）、選擇單元720 (例如，選擇器、選擇裝置等）和再現單元730 (例如，再現器、 再現裝置等）。
[0116] 音頻輸出單兀710配備有無磁性揚聲器並且輸出音頻信號。音頻輸出單兀710可 包括無磁性動態傳感器和分析傳感器（例如，麥克風），無磁性動態傳感器包括具有多個長 度的多線圈單元，例如，多個音圈，分析傳感器用於測量無磁性揚聲器的輸出功率的變化、 揚聲器的響應和噪聲等級。多線圈單元包括多個具有不同直徑且連接到一個振動盤的多個 環形線圈。多線圈單元可通過將環形線圈劃分為多個線圈組來操作。操作線圈組的次數根 據選擇單元720的選擇而變化。
[0117] 音頻輸出單元710可包括具有用於調節流過音圈的電流的強度的電流強度調節 器的無磁性動態傳感器。電流強度調節器可包括可變電阻或電阻大小選擇器和增益控制 器，並且通過選擇電阻的大小來調節由選擇單元720選擇的電流的強度。
[0118] 選擇單元720根據由於靜磁場的強度的變化導致的無磁性揚聲器的輸出功率的 變化來選擇線圈的長度或電流的強度。選擇單元720可從通過線圈長度調節器進行調節的 多線圈單元中選擇至少一個線圈單元。選擇單元720還可選擇將通過電流強度調節器進行 調節的電流的強度。
[0119] 再現單元730通過使用選擇的線圈長度或選擇的電流強度來重放音頻信號。再現 單元730可使用選擇的線圈或選擇的電流強度根據無磁性動態傳感器的特性來再現語言 信號。
[0120] 圖8是根據示例性實施例的音頻播放設備800的詳細框圖。
[0121] 參照圖8,在MRI環境下使用無磁性動態揚聲器的根據本示例性實施例的音頻播 放設備800包括具有多音圈810的無磁性動態揚聲器、線圈長度調節器830、電流強度調節 器840和靜磁場強度分析器850。
[0122] 無磁性動態揚聲器包括多音圈810。無磁性動態揚聲器還可包括用於測量揚聲器 響應和噪聲等級的分析傳感器820,例如，麥克風。多音圈810包括可連接到一個振動盤860 的多個環形線圈。
[0123] 線圈長度調節器830可通過把將被輸出的音頻信號輸入到選擇的線圈來調節從 多音圈810中選擇的線圈的全長。
[0124] 電流強度調節器840可通過選擇電阻的大小來調節電流的強度。
[0125] 靜磁場強度分析器850可根據磁場的強度來確定電流的強度或線圈的長度。
[0126] 現在將參照圖9至圖14更詳細地描述音頻播放設備800的組件。
[0127] 1)包括多音圈810的無磁性動態揚聲器
[0128] 圖9不出MRI磁場的方向和無磁性動態揚聲器的結構。參照圖9,無磁性動態揚聲 器包括用於產生聲音的振動盤920和用於移動振動盤920的音圈910。具體地講，音圈910 可以以多層線圈來實現，以具有各種線圈長度。無磁性動態揚聲器還可包括支持並保護無 磁性動態揚聲器的操作部件並且對於無磁性動態揚聲器的使用和外觀所必要的揚聲器支 架930和耳機盒940。
[0129] 圖10示出根據示例性實施例的無磁性動態揚聲器的多層線圈。
[0130] 參照圖10,當圖9中所示的音圈910以多層線圈實現時，音圈910可具有不同的直 徑和不同的匝數。
[0131] 圖11示出根據另一示例性實施例的無磁性動態揚聲器的多層線圈。參照圖11，音 圈910可通過將具有相同直徑和相同匝數的多個環形音圈重疊來實現。
[0132] 輸入信號從圖8中所示的線圈長度調節器830輸入，並且隨後被施加到多層音圈 中的每個線圈。每個線圈連接到單個振動盤，並且所有線圈沿不平行於MRI中使用的靜磁 場B0的方向的它們的中心軸排列。
[0133] 使用圖9至圖11中所示的多層音圈的無磁性動態揚聲器可安裝在耳機型或非耳 機型輸出裝置上。在耳機型輸出裝置中，無磁性動態揚聲器的振動盤朝向人的耳朵設置。在 非耳機型輸出裝置中，無磁性動態揚聲器可朝向人的耳朵安裝並且可安裝在諸如設置在人 的頭部附近的頭枕的結構上。
[0134] 2)線圈長度調節器830
[0135] 圖8中所示的線圈長度調節器830用於將音頻信號輸入到多層音圈的輸入部分。 隨後，音頻信號將被輸出到從多層音圈中選擇的線圈。通過選擇線圈，線圈的全長可被調 節。
[0136] 3)電流強度調節器840
[0137] 圖12是根據示例性實施例的圖8中示出的用於無磁性動態揚聲器的電流強度調 節器840的框圖。參照圖12,電流強度調節器840包括用於選擇可變電阻或電阻的大小的 電阻選擇器1210和增益控制器1220,並且可通過選擇電阻的大小來調節電流的強度。電流 強度調節器840在包括具有各種強度的磁場的MRI環境下通過改變流過連接到振動盤的音 圈的電流的強度來保持無磁性動態揚聲器的輸出。為此，電流強度調節器840可使用可變 電阻，並且可根據靜磁場的強度因電阻的變化而改變流過音圈的電流的強度。
[0138] 4)靜磁場強度分析器850
[0139] 圖13是用於解釋根據示例性實施例的圖8中所示的靜磁場強度分析器850的操 作的流程圖。靜磁場強度分析器850可根據磁場強度確定電流強度或線圈長度。為此，靜 磁場強度分析器850可通過使用關於磁場強度的信息來選擇線圈或電流強度。
[0140] 參照圖8和圖13,線圈長度調節器830初始化線圈長度（即，線圈的選擇），或者 電流強度調節器840初始化流過線圈的電流的強度（操作1310)。
[0141] 靜磁場強度分析器850將測試信號輸出到揚聲器（操作1320)。
[0142] 靜磁場強度分析器850分析經由傳感器（例如，揚聲器的振動盤附近的麥克風） 饋送的輸入信號。因此，可通過傳感器分析揚聲器的輸出（操作1330)。
[0143] 靜磁場強度分析器850可基於操作1330中的分析結果確定失真是否發生或者揚 聲器的輸出是否不足（操作1340)。
[0144] 如果失真發生或者輸出不足，則線圈長度調節器830調節線圈長度，或者電流強 度調節器840調節流過線圈的電流的強度，以繼續靜磁場強度的分析（操作1350)。
[0145] 另一方面，如果失真沒有發生或者輸出足夠，則靜磁場強度分析器850可基於靜 磁場強度的分析結果確定電流密度或線圈長度。
[0146] 通過使用圖13的方法，可經由傳感器（例如，安裝在揚聲器的振動盤附近的麥克 風）根據靜磁場強度選擇線圈或電流強度。
[0147] 5)用於無磁性揚聲器的振動盤的阻尼器
[0148] 圖14示出根據示例性實施例的用於無磁性揚聲器的阻尼器和擋塊的結構。以振 動盤1430和音圈的中心軸朝向人的耳朵（例如，垂直於磁場）的方式來設置無磁性揚聲 器。無磁性揚聲器同時產生第一半環形音圈部分1410朝向中心軸下降的操作方式和第二 半環形音圈部分1420沿著與中心軸相反的方向上升的操作方式，從而消除移動音圈的合 力。因此，整個音圈具有僅旋轉而不線性移動的運動方式。
[0149] 音圈的外周固定地附著到振動盤1430,並且振動盤1430的支撐力根據由于振動 盤1430的形狀導致的材料彈性回彈力的差異而沿著音圈的外周是非均勻的。因此，雖然振 動盤1430局部執行線性移動，但是由振動盤1430產生的振動大小很小，並且局部振動彼此 抵消。因而不可流暢地再現聲音。為了允許音圈根據正/負電流信號再現聲音，音圈需要平 行於它的中心軸以大位移的方式向上或向下移動。通過移動一個半環形音圈部分（例如， 第一半環形音圈部分1410)的同時反彈另一個半環形音圈部分（例如，第二半環形音圈部 分1420)的運動，可基於音圈的位移的運動來再現聲音。
[0150] 參照圖14,為了反彈第二半環形音圈部分的運動，振動吸收部分（即，諸如具有預 定彈性的高度可變形的海綿的阻尼器1440)附著到振動盤1430的一側。為了相同的目的， 還將擋塊1450安裝到阻尼器1440之上，並且用作由諸如塑料的剛性體製成的剛性隔牆。通 過沿著振動盤1430向上移動的方向形成阻尼器（1440)-擋塊（1450)結構，可抑制振動盤 1430的扭轉振動並且在更大的程度上執行上下線性運動。在這種情況下，阻尼器1440和擋 塊1450之間的距離以及阻尼器1440的厚度和密度可能是重要因素。當振動盤1430的向 上移動由具有過大的力的阻尼器（1440)-擋塊（1450)結構阻礙時，由于振動盤1430的畸 變或者非正常變形而難以再現特定的頻率範圍。相反，當阻尼器1440和擋塊1450之間的 距離過大從而振動盤1430的向上移動由非常小的力阻礙時，音頻輸出非常低。此外，因為 附著到振動盤1430的阻尼器1440的重量影響振動盤1430的固有頻率以及頻率響應特性 的變化，所以阻尼器1440可根據振動盤1430的機械形狀和結構具有適當的尺寸和重量。
[0151] 現在將參照圖15和圖16描述根據示例性實施例的降低噪聲的方法。
[0152] 圖15是根據示例性實施例的降低噪聲的方法的流程圖。
[0153] 參照圖15,包含噪聲的音頻信號被接收（操作1510)。
[0154] 音頻信號的噪聲樣式的周期被估計（操作1520)。在這種情況下，可從噪聲產生裝 置獲取噪聲的周期信息，或者可使用在預定時間內獲取的音頻信號中的數據來計算周期信 肩、。
[0155] 可通過使用估計的噪聲樣式的周期從頻域的音頻信號減去噪聲樣式來降低噪聲 (操作1530)。操作1530可包括：將噪聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索引匹配，去除 與當前幀的時間索引匹配的噪聲幀的頻譜，經由後處理去除殘餘噪聲。
[0156] 噪聲樣式根據噪聲的幅度的變化被更新（操作1540)。操作1540可包括：確定音 頻信號的當前幀中是否存在語音；如果當前幀中不存在語音，則更新噪聲樣式，或者從音頻 信號去除噪聲樣式；確定通過去除噪聲樣式獲得的輸出信號是否以比輸入噪聲更大的程度 放大並且發散；如果輸出信號發散，則初始化噪聲樣式的信息。
[0157] 通過去除噪聲樣式獲得的音頻信號被輸出（操作1550)。
[0158] 圖16是根據示例性實施例的用於音頻通信的降噪算法的流程圖。
[0159]圖17是根據示例性實施例的用於音頻通信的降噪算法的詳細流程圖。圖17更詳 細地示出操作1640 (周期的估計）、操作1650 (降噪）和操作1660 (更新噪聲）。
[0160] _談話者（例如，病人）語音的獲取
[0161] 通過麥克風和用於降噪的輸入同時獲取談話者的語音和噪聲信號。例如，病人的 語音和噪聲信號可在MRI掃描室中經由麥克風和用於抵消噪聲的輸入被同時獲取。在這種 情況下，因為MRI環境具有高噪聲等級，所以談話者的語音（例如，病人的語音）以比噪聲 低的等級被輸入。因此，在一個或更多個示例性實施例中，使用指向性麥克風來增大SNR。
[0162]-音頻通信的噪聲消除
[0163] 現在將參照圖16和圖17詳細描述根據示例性實施例的用於音頻通信的降噪算 法。
[0164] 參照圖16和圖17,程序循環（S卩，用於音頻通信的降噪算法）開始（操作1610)。 程序循環可以以迭代方式（例如，如圖16和圖17所示通過在操作1690結束並返回到操作 1610)來執行。
[0165] 對在上述談話者語音的獲取的期間獲得的輸入信號執行根據本示例性實施例的 降噪算法（操作1620)。
[0166] 確定周期的估計是否完成（操作1630)。如果周期的估計沒有完成，則執行周期的 估計（操作1640)。如果周期的估計完成，則執行降噪（操作1650)。
[0167] 當降噪算法運行以在操作1640中估計周期時，輸入信號被存儲在噪聲緩衝器中， 並且採樣計數開始（操作1642)。
[0168] 為了將輸入信號以足夠的大小存儲在噪聲緩衝器中並且估計周期，輸入信號被重 復地存儲在噪聲緩衝器中，直到採樣計數到達預定閾值，例如，大於預定閾值（操作1644)。
[0169] 可通過計算經由噪聲緩衝器輸入的噪聲的周期來估計周期，或者可從噪聲產生裝 置的系統接收周期信息，以用於存儲（操作1646)。
[0170] 然後，執行降噪（操作1650)。
[0171] 當周期信息的存儲在操作1646中完成時，輸入信號按幀被存儲（操作1652)。在 這種情況下，當幀的大小很小時，可抑制降噪的失真。
[0172] 為了對小的幀執行信號處理，使用以下等式（1)來計算關於在當前幀與存儲在噪 聲緩衝器中的噪聲樣式匹配時的噪聲緩衝器的時序的信息（即，索引信息）（操作1654):
[0173] 索引=mod(計數，周期值）（1)
[0174] 其中，"索引"表示關於在當前幀與存儲在噪聲緩衝器中的噪聲樣式匹配時的噪聲 緩衝器的時序的信息。
[0175] 輸入巾貞和與巾貞大小相應的噪聲緩衝器信號（其時序通過使用索引信息與輸入中貞 匹配）被轉換到頻域，並且輸入幀和噪聲緩衝器信號的大小被計算（操作1656)。這種轉換 可通過對輸入幀和噪聲緩衝器信號執行FFT來完成。
[0176] 通過使用如以下等式（2)給出的計算的大小從輸入信號減去噪聲樣式信號來分 離音頻信號（操作1658)。

【權利要求】
1. 一種音頻設備，包括： 輸入單元，被配置為接收包含噪聲的音頻信號； 周期估計器，被配置為估計音頻信號中的噪聲樣式的周期； 降噪器，被配置為通過使用估計的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號減去和移除噪 聲樣式； 噪聲更新器，被配置為根據噪聲的幅度變化來更新噪聲樣式； 輸出單元，被配置為輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
2. 如權利要求1所述的設備，其中，周期估計器被配置為從產生噪聲的裝置獲得噪聲 的周期信息，或者通過使用在預定時間內獲得的音頻信號中的數據來計算周期信息。
3. 如權利要求1所述的設備，其中，降噪器包括： 匹配裝置，被配置為將噪聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索引匹配； 計算器，被配置為移除與當前幀的時間索引匹配的噪聲幀的頻譜，並經由後處理移除 殘餘噪聲。
4. 一種降低噪聲的方法，所述方法包括： 接收包含噪聲的音頻信號； 估計音頻信號中的噪聲樣式的周期； 通過使用估計的噪聲樣式的周期在頻域中從音頻信號減去和移除噪聲樣式； 根據噪聲的幅度變化來更新噪聲樣式； 輸出通過移除噪聲樣式而獲得的音頻信號。
5. 如權利要求4所述的方法，其中，估計噪聲樣式的周期的步驟包括：從產生噪聲的裝 置獲得噪聲的周期信息，或者通過使用在預定時間內獲得的音頻信號中的數據來計算周期 信息。
6. 如權利要求4所述的方法，其中，減去和移除噪聲樣式的步驟包括： 將噪聲樣式與音頻信號中的當前幀的時間索引匹配； 移除與當前幀的時間索引匹配的噪聲幀的頻譜； 經由後處理移除殘餘噪聲。
7. -種音頻播放設備，包括： 音頻輸出裝置，包括無磁性揚聲器並輸出音頻信號； 選擇器，被配置為根據由於靜態磁場的強度變化而導致的無磁性揚聲器的輸出變化來 選擇線圈的長度或電流的強度； 再現器，被配置為通過選擇的線圈的長度或選擇的電流的強度來再現音頻信號。
8. 如權利要求7所述的設備，其中，音頻輸出裝置包括無磁性動態傳感器，所述無磁性 動態傳感器包括： 多個線圈，所述多個線圈具有多個長度； 分析傳感器，被配置為測量無磁性揚聲器的輸出變化， 其中，選擇器被配置為從無磁性動態傳感器的所述多個線圈中選擇至少一個線圈； 其中，再現器被配置為使用選擇的線圈根據無磁性動態傳感器的特性再現音頻信號。
9. 如權利要求7所述的設備，其中，音頻輸出裝置包括無磁性動態傳感器，所述無磁性 動態傳感器包括： 電流強度調節器，被配置為調節流過音圈的電流的強度； 分析傳感器，被配置為測量無磁性揚聲器的輸出變化； 其中，選擇器選擇將被無磁性動態傳感器中的電流強度調整器調整的電流的強度， 其中，再現器使用選擇的電流的強度根據無磁性動態傳感器的特性再現音頻信號。
10. 如權利要求8所述的設備，其中，無磁性動態傳感器的所述多個線圈包括多個環形 線圈，所述多個環形線圈具有不同的直徑並且連接到一個振動盤。
11. 一種主動噪聲控制方法，包括： 根據靜態磁場的強度選擇輸出裝置，其中，靜態磁場根據輸出裝置的位置而變化； 控制在選擇的輸出裝置中使用的增益； 通過反映選擇的輸出裝置和增益來計算主動噪聲控制信號； 通過將主動噪聲控制信號輸出到選擇的輸出裝置來執行噪聲控制。
12. 如權利要求11所述的方法，其中，選擇輸出裝置的步驟包括： 按照從最短到最長的順序操作輸出裝置中的多個線圈； 分析經由分析傳感器獲得的輸出信號，其中，所述分析傳感器被配置為測量輸出裝置 的響應； 確定是否由於輸出信號的波形的從輸入到輸出裝置的輸入信號的波形變形而發生失 真以及是否能夠再現比噪聲更響的輸出； 從能夠在不引起失真的情況下再現輸出的線圈中選擇最短的線圈。
13. 如權利要求11所述的方法，其中，選擇輸出裝置的步驟包括： 按照電阻大小從最大到最小的順序對電流強度調節器的電阻進行操作； 分析經由分析傳感器獲得的輸出信號，其中，所述分析傳感器被配置為測量輸出裝置 的響應； 確定是否由於輸出信號的波形從輸入到輸出裝置的輸入信號的波形變形而發生失真 以及是否能夠再現比噪聲更響的輸出； 從能夠在不引起失真的情況下再現輸出的電阻中選擇最大的電阻。
14. 一種無磁性揚聲器，包括： 音圈； 振動盤，與音圈連接； 振動吸收部，在振動盤的中心和邊緣之間附接到振動片的一側，並被配置為吸收振動 盤產生的振動； 擋塊，布置在無磁性揚聲器的前表面或後表面上，從而使無磁性揚聲器的前表面和後 表面彼此分離並支撐附接到振動盤的振動吸收部。
15. -種核磁共振成像（MRI)系統，包括： 孔洞，被配置為產生磁場； 第一音頻輸入裝置，被配置為接收包含位於孔洞附近的第一用戶的語音的音頻信號； 第二音頻輸入裝置，被配置為接收包含控制MRI系統的第二用戶的語音的音頻信號； 第一輸出裝置，被配置為經由無磁性揚聲器將包含第二用戶的語音的音頻信號輸出到 第一用戶； 第二輸出裝置，被配置為將包含第一用戶的語音的音頻信號輸出到第二用戶； 主動噪聲控制裝置，被配置為根據在MRI系統中使用的靜態磁場的強度對第二音頻輸 入裝置接收的音頻信號執行主動噪聲控制，並將結果發送到第一輸出裝置； 降噪信號處理器，被配置為從第一音頻輸入裝置接收的音頻信號估計噪聲樣式，在頻 域中移除噪聲樣式，並將結果發送到第二輸出裝置。
【文檔編號】H04R9/02GK104519447SQ201410525793
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】車娥爛, 李建宇, 高祥鐵, 李映尚, 李允宰 申請人:三星電子株式會社