“声音泡泡”——车内声学的未来

展示ANC传感器定位的Silentium线框图。（Silentium）

赛朗声学技术（Silentium）的专家表示：主动降噪（ANC）及相关技术正在改变电动汽车和自动驾驶汽车的车内体验。
多年来，降噪技术一直用于螺旋桨飞机发动机降噪，以及为消费者所熟知的耳机背景降噪等应用。与许多技术一样，随着计算机处理速度、计算机芯片设计、以及扬声器和麦克风设计的改善，更有效的降噪系统的开发成为了可能。多年来，以色列赛朗声学技术（Silentium）公司一直活跃于主动降噪领域，为包括捷豹、路虎在内的汽车客户提供服务。Silentium的汽车部门负责人Anthony Manias解释道：“将主动道路降噪技术解决方案应用于汽车领域是为了打造更安静的车内环境。尤其在某些情况下，比如对轮胎和道路接触产生的不必要噪声进行降噪处理，可大大提升驾乘体验的高级感。”

主动降噪解决方案控制噪声的传统方法是使用包括吸声材料在内的被动消声技术，而Silentium的解决方案为主动降噪（ANC），Manias表示：“主动降噪能提升设计自由度，有时还可以节省成本。” ANC技术使用汽车音响系统来控制、显著减少并消除车内不必要的噪声。
与OEM合作开发的Silentium技术，可在不同的使用条件、行驶速度、道路和地面类型、车窗开合以及车内乘员人数不同的情况下，测量人员听到的实际噪声。Silentium的工程师使用大量的数据和专有工具来分析和预测以上情形中的ANC性能。然后，Silentium可以为客户提供一系列的解决方案。这些方案可能会用到车上现有的扬声器；如果客户要求更高的效果，可能需要安装更多的扬声器，或是提升一些扬声器的性能，如果目标仅是在可听频率范围上下提高性能。该公司还开展了一项噪声标记工作，Manias表示，“噪声标记是指根据噪声的传播路径，给每辆车车内的噪声（特别是通过空气传播进入车内的噪声）打上声学标记。”工程师对车辆的噪声进行分析和测量，在预算范围内确定所需传感器的最佳数量。然后，固定传感器的位置并调整方向检测不必要的噪声，并产生抗噪信号。“理想情况下，抗噪信号会与噪声同时在鼓膜处重合，从而消除噪声。”虽然车辆各不相同，但产生的噪声是相似的。Manias解释道：“真的，你会发现轮胎总会发出隆隆声，还有渗透到车内的空腔噪声，频率在100-300赫兹之间（通常约为120-150赫兹之间）。” 

私人的“安静泡泡”Silentium一直使用头枕扬声器提高ANC性能。Manias表示，这些头枕扬声器能够可靠地“消除更高频率的噪声”，这些声波的波长非常短。因此，抗噪信号的定位至关重要，而且消除噪声信号的节点需要设置得非常准确。在车辆乘员的鼓膜附近放置近距离扬声器，可使消声声波达到更高频率。Silentium也致力于研发电动汽车ANC系统，电动汽车的噪声水平普遍低于传统的内燃机汽车。但在噪声降低后，“用户可以越来越多地感受到过去被内燃机的轰鸣声所覆盖的其他噪声。”Silentium的首席技术官Tzvika Fridman解释道。那些过去一直存在的噪声现在变成了主要的噪声来源，包括由风噪和暖通空调系统产生的噪声。

Silentium 的 Tzvika Fridman 表示，乘员监控摄像头为创建新的车厢环境提供了新的机会。（Silentium）Fridman表示，“还有一个新的问题，电动汽车会产生一种较高频率的“呜呜”声（whining noise），这种声音成为了车内背景噪声的一部分，而且频率超过1000赫兹，有时甚至超过1500赫兹。”他补充说，Silentium的主动降噪软件包可以降低这一噪声。Fridman指出，驾驶员和乘客监控摄像头等技术的开发将带来更多优势。他说：“可以使用摄像头来定位乘员的头部或耳朵，一旦预知其定位，就可以扩展声音的频率范围。”只要可以能精确定位乘员耳朵的位置，那么实现相同的降噪性能就可能只需要更少的扬声器。他表示，扩展声音的频率范围可以更容易地控制低频噪声，并缓解电动汽车相关的高频噪声。更有效的ANC控制还将实现更多可能性。Manias称之为个性化声音：“您不仅拥有一个专属自己的“安静泡泡（QUIET BUBBLE）”，还可以为其他乘客消除不必要的噪声。通常人们都希望为所有乘员消除噪声。”

可以改变和定制车内声音配置文件。（Silentium）现在，乘客终于有机会拥有专属自己的“声音”了，特别是在配备了头枕或近距离扬声器的情况下。“我在开车时，你可以在旁边听收音机或最喜欢的歌曲。我们各听各的，互不干扰。但是，我们都可以听到后座乘客的声音、外面救护车的声音或者其他不需要隔绝的“噪声”，所以系统基本上可以根据您的个人需求进行个性化调整。”

Anthony Manias 指出 Personal Sound Bubble 是车内声学设计的未来。（Silentium）Silentium开发的这一技术已进入较成熟的阶段，该公司称之为“个人声音泡泡（Personal Sound Bubble）”。Manias指出，“个人声音泡泡”是车内声音设计的未来，“将为自动驾驶汽车，甚至有希望为公共交通的每位乘员提供个性化的个人声音区域。届时，您不仅可以拥有一个“QUIET BUBBLE”，还可以拥有一个“NOISY BUBBLE”，保留您想要的噪声，且不会干扰到您旁边的乘员。”